JPH03216072A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は原稿画像の反射光を結像して電気信号に変換す
る画像読取装置に関する。

［従来の技術］ 従来一般に、画像読取装置（原稿読取装置とも称する）
は、原稿を蛍光灯やハロゲンランプ等の光源で照射して
、その反射光を光学レンズを通してＣＯＤ　　（電荷結
合素子）を用いたイメージセンサなとの光電変換部に結
像させ、光電変換部からアナログ電気信号として取り出
し、このアナログ電気信号をＡ／Ｄ　Ｃアナログ／デジ
タル）コンバータを用いてＡ／Ｄ変換を行い、デジタル
画像信号を得るように構成されている。この時、上記光
源として発熱や光量の大きさを考慮して蛍光灯を用いる
場合が多い。

しかし、蛍光灯を光源として用いた場合、以下の問題点
があった。

第３図に示すように蛍光灯の点灯初期は、蛍光灯のシェ
ーディング波形が急激に変化するので、ホームポジショ
ン位置で基準白地を読み取り、この読取データからシェ
ーディング補正を行う場合に、蛍光灯のシェーディング
波形が急激に変化する。このため、画像読取開始時には
、正確なシェーディング補正が行なわれるが、読取りを
進めるにしたがい、シェーディング補正に誤差が発生し
て正確なシェーディング補正が行なわれないという問題
点があった。この原因は蛍光灯のガラス管内の水銀蒸気
圧が管壁温度の変化によって変わることから起きるので
、一般に蛍光灯を一定時間点灯して蛍光灯の管壁温度を
安定した状態にしてから読取りを開始するか、あるいは
蛍光灯にヒータを取り付けて、影響の最も少ない温度に
蛍光灯を保温する方法が採用されていた（第４図参照）
。

［発明が解決しようとする課題］ しかしなから、上記のような従来例において、読取開始
前に蛍光灯を一定時間点灯してから画像読取りを開始す
る場合には、画像読取りのスルーブットが上からないと
いう問題点を有していた。

また、蛍光灯をヒーターで保温する場合に、蛍光灯の管
面温度を検出するセンサを取付け、そのセンサの検出温
度によって蛍光灯の管面温度を適当な温度に制御しなけ
ればならず、ヒータ，ヒータ用の電源，ヒータの制御回
路，およびセンサなどが必要となり、小型化しに《い，
製造コストが上昇するという問題点があった。

本発明の目的は、上述の点に鑑み、読取開始前に一定時
間点灯させる必要がなく、またヒーターやセンサなどを
必要とせずに正確なシェーディング補正ができる画像読
取装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は、原稿を照明する蛍
光灯と、該蛍光灯のシェーディング波形測定用の基準濃
度被写体と、該原稿および該基準濃度被写体からの反射
光を受光して電気信号に変換するイメージセンサとを有
する画像読取装置において、前記蛍光灯の管壁温度の変
化に対応する該蛍光灯のシェーディング波形データを原
稿読取前にあらかじめ複数個記憶する記憶手段と、原稿
読取時に前記イメージセンサから得られるシェーディン
グ波形のレベル変化を検出して、該変化に応じて前記記
憶手段に記憶されているシェーディング波形データの１
つを選択読み出しする選択手段と、前記記憶手段から読
み出されたシェーディング波形データに基づいて、シェ
ーディング補正を行うシェーディング補正手段とを具備
したことを特徴とする。

また、本発明の一態様として、前記選択手段は、前記基
準濃度被写体を原稿読取前に前記イメージセンサを介し
て読み取ったデータを前記記憶手段に予め記憶させた前
記複数のシェーディング波形データと比較して、一番波
形の近い状態のシェーディング波形データを前記記憶手
段から読み出し、前記シェーディング補正手段は読み出
された該シェーディング波形データにより前記イメージ
センサの出力信号の波形に変化を与えてシェーディング
補正をすることを特徴とする。

また、本発明の他の態様として、前記記憶手段は、電源
ＯＮ時または電源ＯＮから一定時間で原稿なしの状態の
前記基準濃度被写体を前記イメージセンサを介して読み
とった蛍光灯のシエーデイング波形の変化をシェーディ
ング補正用データとして記憶することを特徴とする。

［イ乍　用］ 本発明では、蛍光灯のシェーディング波形を複数個記憶
する記憶手段を設け、この記憶手段に予め記憶されたシ
ェーディング波形を蛍光灯のシェーディング波形の変化
にともない逐次切換えて、シェーディング波形の変化を
補正するようにしたものであり、また、電源ＯＮ時また
は一定時間で原稿なしの状態の基準白地を読取り、蛍光
灯のシェーディング波形の変化を上記の記憶手段に記憶
するようにしたものであるので、蛍光灯の管壁温度の変
化に伴いシェーディング波形が変化しても、予め記憶さ
れたシェーディング波形で逐次適確に補正することがで
きて、そのため読取前に一定時間点灯させずとも、また
ヒーターなどを必要とせずに正確なシェーディング補正
が可能となる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

■五主１滅 第１図は本発明実施例の基本構成を示す。ここで、Ａは
蛍光灯のシェーディング波形測定用の基準濃度被写体（
基準白色）と、原稿からの反射光を受光して電気信号に
変換するイメージセンサである。Ｂは蛍光灯の管壁温度
の変化に対応する蛍光灯のシェーディング波形データを
原稿読取前にあらかじめ複数個記憶する記録手段である
。Ｃは原稿読取時にイメージセンサＡから得られるシェ
ーディング波形のレベルの変化を検出して、この変化に
応じて記憶手段Ｂに記憶されているシェーディング波形
データの１つを選択読み出しする選択手段である。Ｄは
記憶手段Ｂから読み出されたシェーディング波形データ
に基づいてシェーディング補正を行うシェーディング補
正手段である。

一態様として、選択手段Ｃは、基準濃度被写体を原稿読
取前にイメージセンサＡを介して読み取ったデータを記
憶手段Ｂに予め記憶させた複数のシェーディング波形デ
ータと比較して、一番波形の近い状態のシェーディング
波形データを記憶手段Ｂから読み出し、シェーディング
補正手段Ｄは読み出されたシェーディング波形データに
よりイメージセンサＡの出力信号の波形に変化を与えて
シェーディング補正をする。

また、一態様として、記憶手段Ｂは、電源ＯＮ時または
電源ＯＮから一定時間で原稿なしの状態の基準濃度複写
体をイメージセンサＡを介して読みとった蛍光灯のシェ
ーディング波形の変化をシェーディング補正用データと
して記憶する。

■ヱｌΔ』』え等 第２図は本発明の一実施例の画像読取装置の回路構成を
示す。ここで、１０１は原稿を載置するプラテンガラス
、１０２はプラテンガラス１０１上の原稿および後述の
白色基準版の反射光を集光する結像レンズ、１０３はレ
ンズ１０２により結像された光像を電気信号に変換する
イメージセンサで、例えばＣＯＤのような固体撮像素子
アレイ（以下、ＣＣＵと称する）である。また、１０４
はＣＣＤＩ０３の８カ信号（イメージ信号）に対するシ
ェーディング補正を施すシェーディング補正回路、１０
５はシェーディング補正を受けたイメージ信号の出力レ
ベルを所定の値にするＡＧＣ　　（自動利得制御）回路
、１０６はＡＧＣ回路１０５の出力をＡ／Ｄ変換するＡ
／Ｄコンバータである。

１０７はＡ／Ｄコンバータ１０６からの入力信号を２つ
の系路のいずれかに選択送出するセレクタである。１０
ｇは本装置全体の制御を司るＣＰυ　（中央演算制御装
置）であり、第７図に示す制御手順（プログラム）に基
づいて各構成回路を制御するマイクロプロセッサである
。また、このＣＰ０１０ｇはプログラム用のＲＯＭ等を
内蔵する。１０９はセレクタ１０７を介して供給された
複数のシーディング波形をあらかじめ記憶するシェーデ
ィング波形記憶用のメモリ（例えば、ＲＡＭ）であり、
（：ＰｔＪ１０８の制御信号によりシェーディング波形
を選択切換ることができる。

また、１１０は所定の画像処理を施す画像処理回路、１
１１は画像処理回路１１０とＣＰＩＪｌ０８に対して外
部装置（例えば、プリンタ、ディスプレイ、パーソナル
コンピュータ等）との信号の授受を行うインタフェース
（ｆ／Ｆ）回路、１１２は原稿を照射する蛍光灯である
。

第３図は５℃の温度の時のシェーディング波形の変化を
示し、第４図は蛍光灯の温度と輝度と経過時間の関係の
温度特性を示す。

第５図は本発明の一実施例の画像読取装置（以下、スキ
ャナと称する）と外部装置（例えば、レーザービームプ
リンタ、パーソナルコンピュータ）との接続の状態を示
す。ここで、３０１は第２図の回路構成のスキャナ、３
０２はパーソナルコンピュータ、３０３はレーザービー
ムプリンタ、および３０４はＣＲＴ（陰極線管式）ディ
スプレイ装置である。

第６図（Ａ）は上述のスキャナ３０１の内部構成を示し
、第６図（Ｂ）はスキャナ３０１の原積載置位置を示す
。ここで１０はシェーディング補正用の基準濃度被写体
（Ａ）であり、ＣＣＤ１０３の主走査方向に沿って配置
され、画偉読取の直前に読みとられる。ｌ１は制御ユニ
ット、１３はＣＣＤドライバ（駆動回路）、ｌ５は原稿
照明用蛍光灯ユニット、１６は反射ミラーである。ｌ７
は基準濃度被写体（Ｂ）である。この基準濃度被写体（
Ｂ）１７は原積載置位置の近傍にＣＣＤ１０３の副走査
方向に沿って配置され、原稿読取時に読み取られてシェ
ーディング補正用に用いられる。ｌ８は原稿、１９はプ
ラテンカバーである。

α丘ｊ象り１１％ まず、第２　および第６図（Ａ）に示すように、プラテ
ンガラス（原稿台ガラス）１０１上の原稿ｌ８を原稿照
明用蛍光灯ユニット１５内の蛍光灯１１２で照明し、原
稿１８の反射光を結像レンズ１４によりＣＣＤ１０３上
に導き、原稿像を結像させる。その際、原稿ｌ８はプラ
テンガラス１０１上に第６図（Ｂ）に示すように右端が
原稿の先端となるように載置される。また、走査光学系
である原稿照明用蛍光灯ユニット１５は第６図（Ａ）に
おいて、上記の右端が初期値となり、光学位置センサ（
図示しない）により、その初期位置が確認される。

また、プラテンガラス上１０１に原稿１８が置かれた状
態で外部装置（パーソナルコンピュータ）３０２から各
種の処理モードの指示がスキャナ３０１に入力される。

このモードの指示は、例えば画素密度を３００ｄｐｉ　
（ドット／インチ）　，　２００ｄｐｉ，１５０ｄｐｉ
，　７５ｄｐｉのいずれにするか、あるいはまた画像信
号を２値にするか、多値にするか等の内容の指示である
。これらの指示はインタフェース回路ｉｌｌを介してＣ
Ｐ０１０８で解読され、ＣＰ０１０８は画像処理回路１
１０にその指示に従ってあらかじめモード切換用の制御
信号を出して、画素密度や画像信号の処理を設定してお
《。

次に、外部装置３０２から原稿読取り開始指令が人力さ
れると、ＣＰＵ１０８の制御により蛍光灯ユニッ１−１
５はモーター（図示しない）により副走査方向に走査さ
れ、上記の原稿先端位置まで到達した時、ＣＰＵｌ０８
はインターフェース回路１１１に画像信号出力許可の制
御信号を出力して、原稿走査によりＣＣＤ１０３で読取
られた画像信号を外部装置３０２に送る。

光学系の走査長はＣＰＵｌＯ８が光学系駆動用モーター
（図示せず）を駆動するパルス数により一義的に決定さ
れるので、ＣＰＵｌ０ｇは原稿のサイズに応じた必要な
パルス数を上記のモーター（図示しない）に出力した時
点で、原稿読取終了と判断して蛍光灯１１２を消灯して
画像信号出力不可の制御信号をインターフェース回路１
１１へ出力し、かつ上記のモーター（図示しない）の反
転制御を行う。

上記のＣＰＵ１０８のモータ反転制御により原稿照明用
蛍光灯ユニット１５は第６図（Ａ）の矢印ＩＡの方向に
進み、光学位置センサ（図示しない）により蛍光灯ユニ
ット１５が初期位置（ホームポジション）に達したこと
を検出された時に停止する。この光学系の戻り区間に外
部装置３０２から次の原稿読取り開始指令がこない場合
は、蛍光灯ユニットｌ５は初期位置に停止して現行読取
動作が終了する。

シエーデ　ング　　ド 次に、第７図のフローチャートおよび第２図ないし第６
図を参照して、シェーディング補正回路１０４とシェー
ディング波形記憶用メモリ１０９に関する制御動作につ
いて説明する。

第３図は今回使用した蛍光灯１１２の基準濃度被写体（
Ａ）１０でのシェーディング波形の変化を示したもので
ある。この時、■，■，■，■の順に変化してい《。

まず電源をＯＮシ（ステップＳ１）、原稿照明用蛍光灯
ユニットｌ５を基準濃度被写体（Ａ）ｔｏの下に移動し
（ステップＳ２）、蛍光灯１１２を点灯する（ステップ
Ｓ３）。この時、シェーディング補正回路１０４はスル
ーの状態としてシェーディング補正を行わず、ビデオ信
号はＡＧＣ回路１０５においてＡ／Ｄコンバータ１０６
の最適な入力値となるようにレベル制御される（ステッ
プＳ４）。

次に、Ａ／Ｄコンバータ１０６により基準濃度被写体（
Ａ）のビデオ信号は多値化され、セレクタ１０７により
シェーディング波形記憶用メモリ１０９に一定間隔ごと
に記憶される（ステップＳ４）。この時の一定間隔はＣ
Ｐｔｌｌ０８からのシエーデイング波形切換信号により
制御する。例えば第３図で示す波形パターン４個を一定
間隔、例えば２０秒間隔でシェーディング波形記憶用メ
モリ１０９に記憶する。ここで、シェーディング波形は
■→■→■→■と変化し、■のシェーディング波形は安
定な状態のシェーディング波形と考える。

シェーディング波形記憶用メモリ１０９にシェーディン
グ波形を記憶してから（ステップＳ６）、蛍光灯１１２
を消して（ステップＳ７）、パーソナルコンピュータ３
０２からの画像読取指令を待つ（ステップＳ８）。

画像読取指令がパーソナルコンピュータ３０２から人力
されると、ＣＰ０１０ｇは蛍光灯１１２を点灯して、今
回のシェーディング波形の第３図のＡ点とＢ点のレベル
を測定し、Ａ点とＢ点の傾き（第３図で破線で示す）か
らどのシェーディング波形の状態かを判断して、その波
形のデータをシェーディング波形記憶用メモリ１０９か
ら出力するように制御する（ステップＳ９）。このメモ
リ１０９から供給されたシェーディングデー夕を用いて
シェーディング補正回路１０４でシエーデイング補正を
行ないなから画像読取りを開始する。この時、セレクタ
１０７の切換方向は画像処理回路１１０の方向とする（
ステップＳ１０）。

この時、ホスト装置などの処理の関係でストップの状態
が長く続いた場合、例えば２０秒停止した場合で、シェ
ーディング波形■で画像読取を開始した場合は（ステッ
プＳ１３）、シエーデイング波形■に変化しているので
、ＣＰＵ１０８でシエーデイング波形切換用信号により
シエーデイング波形記憶用メモリ１０９の読み出しアド
レスを切換えてシェーディング波形■のデータをシエー
デイング補正回路１０４に入力して補正を加える（ステ
ップＳ１４）。

また、基準濃度被写体（Ｂ）１７の光量をＣＰＵ１０８
で検出し、光量が変動した時にはＡＧＣ回路１０５を制
御して最適値とするようにする（ステップＳｌｌ，　Ｓ
１２）。

なお、今回の実施例ではシェーディング波形を４個とし
たが、この数を増加していけば更にシェーディング補正
の精度が上がる。

また、シェーディング波形記憶用メモリ１０９としてＲ
ＡＭを用いたが、前もってシェーディング変化データを
計算してＲＯＭに記憶しておいてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、蛍光灯の管壁温
度の変化でシェーディング波形が変動した場合に、前も
ってシェーディング波形の変化を複数個記憶する記憶手
段に記憶されたシェーディング波形によりシェーディン
グ補正を施すようにしたので、シェーディング誤差を小
さくすることができ、その結果、原稿読取前に一定時間
点灯する必要がなくなり、ヒーターなども必要とせずに
正確なシェーディング補正ができるという効果が得られ
る。従って、本発明によれば、作業時間の短縮、構成の
簡略化、装置の小型化および製造コストの低減等も得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の基本構成を示すブロック図、 第２図は本発明の一実施例の画像読取装置の回路構成を
示すブロック図、 第３図は蛍光灯のシェーディング波形の変化を示すグラ
フ、 第４図は蛍光灯の温度特性を示すグラフ、第５図は本発
明の一実施例の画像読取装置と外部装置の接続状態を示
すブロック図、 第６図（Ａ）は、第５図の画像読取装置の内部構成を示
す断面図、 第６図（Ｂ）は第６図（Ａ）の装置の上面図、第７図は
本発明の一実施例の動作手順を示すフローチャートであ
る。 ・・・プラテンガラス、 ・・・レンズ、 ・・・ＣＣＤ、 ・・・シェーディング補正回路、 ・・・ＡＧＣ（オートマチックゲインコントロール）、 ・・・Ａ／Ｄコンバータ、 ・・・セレクタ、 ・・・ＣＰＵ、 ・・・シェーディング波形記憶用メモリ、・・・画像処
理回路、 ・・・Ｉ／Ｆ回路、 ・・・蛍光灯。 Ａ Ｄ 第 １ 図 第３図 第 ４ 図 第 ５ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）原稿を照明する蛍光灯と、該蛍光灯のシェーディン
   グ波形測定用の基準濃度被写体と、該原稿および該基準
   濃度被写体からの反射光を受光して電気信号に変換する
   イメージセンサとを有する画像読取装置において、 前記蛍光灯の管壁温度の変化に対応する該蛍光灯のシェ
   ーディング波形データを原稿読取前にあらかじめ複数個
   記憶する記憶手段と、 原稿読取時に前記イメージセンサから得られるシェーデ
   ィング波形のレベル変化を検出して、該変化に応じて前
   記記憶手段に記憶されているシェーディング波形データ
   の１つを選択読み出しする選択手段と、 前記記憶手段から読み出されたシェーディング波形デー
   タに基づいてシェーディング補正を行うシェーディング
   補正手段と を具備したことを特徴とする画像読取装置。 ２）前記選択手段は、前記基準濃度被写体を原稿読取前
   に前記イメージセンサを介して読み取ったデータを前記
   記憶手段に予め記憶させた前記複数のシェーディング波
   形データと比較して、一番波形の近い状態のシェーディ
   ング波形データを前記記憶手段から読み出し、 前記シェーディング補正手段は読み出された該シェーデ
   ィング波形データにより前記イメージセンサの出力信号
   の波形に変化を与えてシェーディング補正をすることを
   特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。 ３）前記記憶手段は、電源ＯＮ時または電源ＯＮから一
   定時間で原稿なしの状態の前記基準濃度被写体を前記イ
   メージセンサを介して読みとった蛍光灯のシェーディン
   グ波形の変化をシェーディング補正用データとして記憶
   することを特徴とする請求項１または２に記載の画像読
   取装置。