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JP2010220055A - 画像読取装置 - Google Patents

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JP2010220055A JP2009066569A JP2009066569A JP2010220055A JP 2010220055 A JP2010220055 A JP 2010220055A JP 2009066569 A JP2009066569 A JP 2009066569A JP 2009066569 A JP2009066569 A JP 2009066569A JP 2010220055 A JP2010220055 A JP 2010220055A
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Hidetaka Hama
英隆 浜
Junichi Goto
淳一 後藤
Takashi Nakajima
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Abstract

【課題】
読取処理に指向性の強い光源を用いた場合であっても高画質な画像データを生成することを可能にした画像読取装置を提供する。
【解決手段】
画像読取装置100のキャリッジ11に設けられたLED光源14を用いて読取処理を行う場合に先端白基準板12と後端白基準板13とを設け、先端白基準板12と後端白基準板13のから光量情報を取得する。取得した光量情報を元に、シェーディング補正を行う補正式を算出する。原稿を読み取ることにより画像データを生成すると、補正式を用いて補正を行う。
【選択図】 図1

Description

本発明は、画像読取装置に関する。
スキャナ等により構成される画像読取装置によって原稿の読み取りに用いられる光源としてLED(Light Emitting Diode)を用いることがある。このLEDを光源として用いた場合、LEDの特徴である点光源によって原稿への照射光量にムラが生じることがある。
この場合、通常、シェーディング補正を行うことでこの明度のムラは完全に補正され、良好な画質による画像データが生成される。
しかし、このシェーディング補正により補正される明度のムラは先端部で補正されることから、LEDの光源の場合のように画像の中央に明度のムラが生じた場合等では補正することができず、デフェクトとなってしまう。
特許文献1に開示された技術では、スキャナにおいて、LEDチップから画像読み取り面までの距離の短縮と画像読み取り面における光の照射強度のばらつきの低減が可能を可能にしている。さらに、低いLEDチップ密度でも画像読み取り面において十分な照射強度が得られることも可能としている。
特開平10−023208号公報
本発明は、読取処理に指向性の強い光源を用いた場合であっても高画質な画像データを生成することを可能にした画像読取装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、読取対象に対して主走査方向に移動して該読取対象を照射する光照射部と、前記光照射部が移動する副走査方向の先端部に配設した第1の白基準板と、前記光照射部が移動する副走査方向の後端部に配設した第2の白基準板と、前記光照射部からの照射による前記読取対象からの照射光に基づき前記読取対象に対応する画像データを生成する画像生成部とを備え、前記画像生成部は、前記光照射部からの照射による前記第1の白基準板からの第1の光量情報を読み取る第1の光量情報読取手段と、前記光照射部からの照射による前記第2の白基準板からの第2の光量情報を読み取る第2の光量情報読取手段と、前記第1の光量情報読取手段によって読み取った前記第1の光量情報と前記第2の光量情報読取手段によって読み取った前記第2の後端光量情報との光量差に基づき、前記光照射部照射による前記読取対象からの照射光に基づき生成される画像データを補正する補正情報を算出する算出手段とを具備する。
また、請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記画像生成部によって生成した画像データを前記算出手段によって算出した光量補正情報を用いて各画素ごとに補正する補正手段を更に具備する。
また、請求項3の発明は、読取対象に対して主走査方向に移動して該読取対象を照射する光照射部と、前記光照射部が移動する副走査方向の先端部に配設した第1の白基準板と、前記光照射部が移動する副走査方向の左端部に配設した第2の白基準板と、前記光照射部が移動する副走査方向の右端部に配設した第3の白基準板と、前記光照射部照射による前記読取対象からの照射光に基づき前記読取対象に対応する画像データを生成する画像生成部とを備え、前記画像生成部は、前記光照射部からの照射による前記第1の白基準板からの第1の光量情報を読み取る第1の光量情報読取手段と、前記光照射部からの照射による前記第2の白基準板からの第2の光量情報を前記副走査方向の1ライン毎に読み取る第2の光量情報読取手段と、前記光照射部からの照射による前記第3の白基準板からの第3の光量情報を前記副走査方向の1ライン毎に読み取る第3の光量情報読取手段と、前記第2の光量情報読取手段によって読み取った第2の光量情報と前記第3の光量情報読取手段によって読み取った第3の光量情報との光量差および前記第1の光量情報読取手段によって読み取った第1の光量情報に基づき、前記光照射部照射による前記読取対象からの照射光に基づき生成される画像データを1ライン毎に補正するライン補正手段とを具備する。
また、請求項4の発明は、請求項1または3の発明において、前記光照射部は、LED光源である。
本発明の請求項1によれば、読取処理に指向性の強い光源を用いた場合であっても高画質な画像データを生成することが可能になるという効果を奏する。
また、請求項2によれば、読み取った画像データの光量情報にムラが生じていた場合であっても高画質な画像データを生成することが可能になるという効果を奏する。
また、請求項3によれば、読取処理に指向性の強い光源を用いた場合であっても高画質な画像データを生成することが可能になるという効果を奏する。
また、請求項4によれば、読取処理にLED光源を用いた場合であっても高画質な画像データを生成することが可能になるという効果を奏する。
本発明の実施の形態における画像読取装置を適用して構成した画像形成装置の装置構成図の一例。 図1に示す画像読取装置を真横の参照方向1から見た場合における装置構成図。 図1に示す画像読取装置をキャリッジの移動方向である副走査方向の参照方向2(正面)から見た構成図。 図1に示すようなLED光源を先端部から後端部へと移動させることにより検出される光量を示す図。 本発明の実施の形態における画像読取装置で行われる処理の流れを示すフローチャート。 本発明の実施の形態における画像読取装置で行われる処理の流れを示すフローチャート。 本発明の実施の形態における画像読取装置を適用して構成した画像形成装置の装置構成図の一例。 図7に示すようなLED光源を先端部から後端部へと移動させることにより検出される光量を示す図。 本発明の実施の形態における画像読取装置で行われる処理の流れを示すフローチャート。
以下、本発明に係わる画像読取装置の一実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の実施の形態における画像読取装置を適用して構成した画像形成装置の装置構成図の一例である。
図1は、画像読取装置100を真上から見た場合における装置構成図であって、スキャナ等により構成される画像読取装置100は、読取処理対象の原稿をセットする原稿台10、原稿台の下を副走査方向に移動することによって原稿に対する画像データの読み取りを行う画像読取ユニットであるキャリッジ11、キャリッジ11により読み取りが行われる原稿台10の先端部に設けられた白基準板(「ホワイトリファレンス」ともいう)である先端白基準板12、キャリッジ11により読み取りが行われる原稿台10の後端部に設けられた白基準板(「ホワイトリファレンス」ともいう)である後端白基準板13によって構成される。
また、キャリッジ11は、LED光源が主走査方向の横一線に配置された構成であって、LED光源から発光されたLED光を原稿に照射することにより得られる反射光をCCDセンサ(Charge Coupled Device)で受光することによりこのCCDセンサが電気信号に変換して画像データを生成する。
このとき、LED光源により発光されるLED光は、指向性が高く、点光源であることを特徴としていることから、各LED光源が移動する真上にある原稿台10の部分については多くの光量が照射される状態にあるのに対して、LED光源間の原稿台10の部分についてはLED光源が移動する真上の部分よりも少ない光量で照射される状態にある。
続いて、図2は、図1に示す画像読取装置100を真横の参照方向1から見た場合における装置構成図である。
図1に示すように、原稿台10、キャリッジ11、先端白基準板12、後端白基準板13を具備して構成され、さらに原稿台10には読み取り対象の原稿20がセットされた状態にあり、またキャリッジ11は複数のLED光源14、集光板15、CCDセンサ16を具備して構成される。
LED光源14から照射されたLED光は原稿台10にセットされた原稿20に照射され、その照射に対する反射光のうち集光板15に集光される反射光を集光する。集光板15で集光された反射光はCCDセンサ16によって電気信号に変換され、画像データを生成する。
そして、生成された画像データは画像読取制御部200(コントローラ200)に送出され、画像処理が行われる。
このときの図2に示す画像読取装置100の原稿台10の傾きとキャリッジ11の移動経路における傾きとが先端部、後端部で異なる状態にある。先端部における原稿台10とキャリッジ11の距離が「距離A」であるのに対して、後端部における原稿台10とキャリッジ11の距離が「距離B」であって、図2に示す例では、距離Aよりも距離Bの方が大きい状態にある。
すなわち、原稿台10が傾いた状態にあることを示している。この傾きは、組立公差であって機械的な特性を示している。
次に、図3は、図1に示す画像読取装置をキャリッジ11の移動方向である副走査方向の参照方向2(正面)から見た構成図である。
この図3では、図2に示す画像読取装置を参照方向2から見た場合に、スキャナの主走査方向にも傾きが生じた状態にあることを示している。
スキャナがこのような状態にある場合において、キャリッジ11に搭載されたLED光源からのLED光によって読み取られる画像データの光量を図4に示している。
図4は、図1に示すようなLED光源を先端部から後端部へと移動させることにより検出される光量を示す図である。
図4(a)は、図1に示すA番目のLED光源によってLED光が照射された場合における先端部から後端部までの光量を示す図であって、図4(b)は、図1に示すB番目のLED光源によってLED光が照射された場合における先端部から後端部までの光量を示す図である。
この図4(a)に示す光量は、図1から図3に示すような傾きが生じた状態にあることから、キャリッジ11の移動方向である副走査方向の先端部が最も明るい状態を示し、後端部にかけて次第に暗くなった状態を示している。また、図4(b)に示す光量においても、図1から図3に示すような傾きが生じた状態にあることから、キャリッジ11の移動方向である副走査方向の先端部が最も暗い状態を示し、後端部にかけて次第に明るくなる状態を示している。
このとき、図4(a)の先端白基準板の光量と図4(b)の先端白基準板の光量とが同一であって、図4(a)では後端白基準板に近づくにつれて暗くなるに対して図4(b)では後端白基準板に近づくにつれて明るくなって白抜けした状態となる。
このような光量の情報(以下、「光量情報」という)がキャリッジ11のCCDセンサ16で検出され、この光量情報に基づく画像データが図2に示す画像読取制御部200に入力された状態となる。
このような光量情報に基づく画像データが入力された画像読取制御部200では、原稿台10にセットされた原稿20の読み取り開始前に、以下のような処理を行う。
もちろん、読取処理を行う直前に以下のような処理を行うような構成とすることも可能である。
まず、先端白基準板12および後端白基準板13における光量情報を画素ごとに取得する。
このときの画素とは、主走査方向を「x」とし、副走査方向を「y」として表した場合における任意の地点である座標(x、y)を示す。
これによって取得した先端白基準板における光量を「L1」とすると先端白基準板における光量は「L1(x)」と表され、また、後端白基準板における光量を「L2」とすると後端白基準板における光量は「L2(x)」と表される。そして、先端白基準板と後端白基準板との距離を「d」とすると副走査方向「y」までの距離は「d(y)」と表されることから、光量の変動率は以下の(数式1)により与えられる。
Figure 2010220055
このような光量の変動率が与えられる状態で、各画素ごとに生じる光量の違いによる濃度レベルのムラを補正するシェーディング補正を行うと、ある画素において補正された光量は以下の補正式(数式2)によって与えられる。
Figure 2010220055
この(数式2)に示される「K1(x、y)」は(数式1)の逆数であって以下の(数式3)によって与えられる。
Figure 2010220055
この(数式3)はシェーディング補正における補正係数である。
また、(数式2)に示す
Figure 2010220055
は、後端白基準板が設けられていない先端白基準板のみが与えられた状態においてシェーディング補正を行った場合の補正値を示している。
このようにして算出した(数式2)に示すような補正式を用いて、原稿を読み取ることにより生成した画像データを補正する。
以下に、画像読取制御部200により行われる処理の詳細な流れを図5および図6を用いて説明する。
図5は、本発明の実施の形態における画像読取装置で行われる処理の流れを示すフローチャートである。
図5において、電源スイッチが「ON」へと切り替えられて画像読取装置への電力供給が開始されると若しくは原稿の読み取りが指示されると、処理が開始される。
まず、LED光源から発光される光量が安定したかを判断し(501)、光量が安定するまで待機状態とする(501でNO)。また、光量が安定すると(501でYES)、濃度を補正するための先端白基準における画像データの光量を取得する(502)。続いて、濃度を補正するための後端白基準における画像データの光量を取得する(503)。
これらの光量に基づいて、画素ごとに光量の補正を行う補正式を算出する(504)。
そして、算出した補正式および補正係数の情報を記憶する(505)。
このときの補正式の一例が(数式1)である。
図6は、本発明の実施の形態における画像読取装置で行われる処理の流れを示すフローチャートである。
図6において、原稿の読み取りが指示されると処理が開始され、まず、シェーディング補正のために先端白基準における画像データの光量を取得する(601)。
続いて、原稿を元に画像データの読み取りを行う(602)。このようにして読み取った原稿に対する画像データの各画素ごとに図5に示す処理によって記憶した状態にある補正係数に基づく補正式を実行して補正を行う(603)。
そして、補正後の画像データを記憶する(604)。
実施例1では読取処理に対して前もって補正式を作成するような構成であるが、以下に示す本実施例2ではリアルタイムに補正を行う。
図7は、本発明の実施の形態における画像読取装置を適用して構成した画像形成装置の装置構成図の一例である。
図7は、図1と同様に、画像読取装置100を真上から見た場合における装置構成図であって、画像読取装置100は、読取処理対象の原稿をセットする原稿台10、原稿台の下を副走査方向に移動することによって原稿に対する画像データの読み取りを行う画像読取ユニットであるキャリッジ11、キャリッジ11により読み取りが行われる原稿台10の先端部に設けられた白基準板(「ホワイトリファレンス」ともいう)である先端白基準板12、原稿台10を真上から見た場合に左側に設けられた白基準板である左端白基準板17、原稿台10を真上から見た場合に右側に設けられた白基準板である右端白基準板18によって構成される。
また、キャリッジ11は、LED光源が主走査方向の横一線に配置された構成であって、LED光源から発光されたLED光を原稿に照射することにより得られる反射光をCCDセンサ(Charge Coupled Device)で受光することによりこのCCDセンサが電気信号に変換して画像データを生成する。
このとき、LED光源により発光されるLED光は、指向性が高く、点光源であることを特徴としていることから、各LED光源が移動する真上にある原稿台10の部分については多くの光量が照射される状態にあるのに対して、LED光源間の原稿台10の部分についてはLED光源が移動する真上の部分よりも少ない光量で照射される状態にある。
この図7に示す画像読取装置においても図2および図3に示すような傾きが生じた状態にある。
このときの左端白基準板17と右端白基準板18における光量情報を図8に示す。
図8は、図7に示すようなLED光源を先端部から後端部へと移動させることにより検出される光量を示す図である。
図8(a)は、左白基準板17における光量情報を示す図であり、図8(b)は、右端白基準板18における光量情報を示す図である。
この図8(a)に示す光量は、図1から図3に示すような傾きが生じた状態にあることから、キャリッジ11の移動方向である副走査方向の先端部が「LL0」で最も明るい状態を示し、後端部にかけて次第に暗くなり後端部が「LLN」で最も暗い状態を示している。また、図8(b)に示す光量においても、図1から図3に示すような傾きが生じた状態にあることから、キャリッジ11の移動方向である副走査方向の先端部が「LR0」で最も暗い状態を示し、後端部にかけて次第に明るり先端部「LRN」で最も明るくなる状態を示している。
このとき、図8(a)の先端白基準板の光量と図8(b)の先端白基準板の光量とが同一であって、図8(a)では後端白基準板に近づくにつれて暗くなるに対して図8(b)では後端白基準板に近づくにつれて明るくなって白抜けした状態となる。
この図8に示す左端白基準板17と右端白基準板18におけるキャリッジ11の移動方向である副走査方向における各ラインの光量はそれぞれ以下のように表される。
左端白基準板17の先端部から後端部のNラインまでの光量は、「LL0、LL1、LL2、LL3、・・・、LLN」と表すことができ、右端白基準板18の先端部から後端部のNラインまでの光量は、「LR0、LR1、LR2、LR3、・・・、LRN」と表すことができる。
このような光量情報が図2における画像読取制御部200に入力され、原稿台10にセットされた原稿20の読み取りが指示されると原稿の読取処理と並行して各ラインごとに以下のような処理を行う。
このときの画像読取制御部200によって行われる処理は主走査方向における処理であって、主走査方向のラインごとに補正式が作成され、この補正式を用いて画像データの補正が行われる。
まず、先端白基準板12における光量情報を画素ごとに取得する。このときの画素とは、主走査方向を「x」とし、副走査方向を「y」として表した場合における任意の地点である座標(x、y)を示す。
次に、画素ごとに左端白基準板17における光量を取得する。このときの副走査方向「y」ラインにおける左端白基準板17における光量は「LL(y)」と表すことができ、右端白基準板18における光量は「LR(y)」と表すことができる。そして、先端白基準板と後端白基準板との距離を「d」とすると主走査方向「x」までの距離は「d(x)」と表されることから、光量の変動率は以下の(数式4)により与えられる。
Figure 2010220055
このような光量の変動率が与えられる状態で、各画素ごとに生じる光量の違いによる濃度レベルのムラを補正するシェーディング補正を行うと、ある画素において補正された光量は以下の補正式(数式5)によって与えられる。
Figure 2010220055
この(数式5)に示される「K2(x、y)」は(数式4)の逆数であって以下の(数式6)によって与えられる。
Figure 2010220055
この(数式6)はシェーディング補正における補正係数である。
また、(数式5)に示す
Figure 2010220055
は、先端白基準板が与えられた状態においてシェーディング補正を行った場合の補正値を示している。
このようにして算出した(数式5)に示すような補正式を用いて、原稿を読み取ることにより生成した画像データを補正する。
図9は、本発明の実施の形態における画像読取装置で行われる処理の流れを示すフローチャートである。
図9において、原稿の読み取りが指示されると処理が開始され、まず、シェーディング補正のために先端白基準における画像データの光量を取得する(901)。さらに、右端白基準板と左端白基準板における光量情報を取得する(902)。
次に、原稿を元に1ラインごとに画像データの読み取りを行う(903)。読み取った原稿に対する1ラインごとの画像データに対して上記に示す(数式5)に示す補正式を用いて各ラインごとの画像データの補正を行う(904)。
そして、全てのラインに対して画像データの補正が完了したかを判断し(905)、全てのラインに対して補正が完了している場合(905でYES)には、補正後の画像データを記憶する(906)。
また、全てのラインに対して補正が完了していない場合(905でNO)には、次のラインに対して上記のステップ902以降の処理を行う。
以上に示す実施の形態は、本発明の実施の一形態であって、これらの実施例に限定することなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施できるものである。
10 原稿台
11 キャリッジ
12 先端白基準板
13 後端白基準板
14 LED光源
15 集光板
16 CCDセンサ
17 左端白基準板
18 右端白基準板
100 画像読取装置
200 画像読取制御部

Claims (4)

  1. 読取対象に対して主走査方向に移動して該読取対象を照射する光照射部と、
    前記光照射部が移動する副走査方向の先端部に配設した第1の白基準板と、
    前記光照射部が移動する副走査方向の後端部に配設した第2の白基準板と、
    前記光照射部からの照射による前記読取対象からの照射光に基づき前記読取対象に対応する画像データを生成する画像生成部と
    を備え、
    前記画像生成部は、
    前記光照射部からの照射による前記第1の白基準板からの第1の光量情報を読み取る第1の光量情報読取手段と、
    前記光照射部からの照射による前記第2の白基準板からの第2の光量情報を読み取る第2の光量情報読取手段と、
    前記第1の光量情報読取手段によって読み取った前記第1の光量情報と前記第2の光量情報読取手段によって読み取った前記第2の後端光量情報との光量差に基づき、前記光照射部照射による前記読取対象からの照射光に基づき生成される画像データを補正する補正情報を算出する算出手段と
    を具備する画像読取装置。
  2. 前記画像生成部によって生成した画像データを前記算出手段によって算出した光量補正情報を用いて各画素ごとに補正する補正手段
    を更に具備する請求項1記載の画像読取装置。
  3. 読取対象に対して主走査方向に移動して該読取対象を照射する光照射部と、
    前記光照射部が移動する副走査方向の先端部に配設した第1の白基準板と、
    前記光照射部が移動する副走査方向の左端部に配設した第2の白基準板と、
    前記光照射部が移動する副走査方向の右端部に配設した第3の白基準板と、
    前記光照射部照射による前記読取対象からの照射光に基づき前記読取対象に対応する画像データを生成する画像生成部と
    を備え、
    前記画像生成部は、
    前記光照射部からの照射による前記第1の白基準板からの第1の光量情報を読み取る第1の光量情報読取手段と、
    前記光照射部からの照射による前記第2の白基準板からの第2の光量情報を前記副走査方向の1ライン毎に読み取る第2の光量情報読取手段と、
    前記光照射部からの照射による前記第3の白基準板からの第3の光量情報を前記副走査方向の1ライン毎に読み取る第3の光量情報読取手段と、
    前記第2の光量情報読取手段によって読み取った第2の光量情報と前記第3の光量情報読取手段によって読み取った第3の光量情報との光量差および前記第1の光量情報読取手段によって読み取った第1の光量情報に基づき、前記光照射部照射による前記読取対象からの照射光に基づき生成される画像データを1ライン毎に補正するライン補正手段と
    を具備する画像読取装置。
  4. 前記光照射部は、
    LED光源である請求項1または3に記載の画像読取装置。
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