JPH04280166A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像読取装置に関し、特
に読取った画像信号に補正処理を加える画像読取装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に従来の画像読取装置１００の構成
概略を示す。読取り原稿を載置するためのコンタクトガ
ラス１は、光源２ａ，２ｂによって照射され、読取り原
稿の画像面からの反射光は、ミラ−３，４，５，６，７
およびレンズ８を介してＣＣＤイメ−ジセンサ９の受光
面に結像される。また、光源２ａ，２ｂおよびミラ−３
はコンタクトガラス１と平行に副走査方向（ＣＣＤイメ
−ジセンサ９の並びに垂直な方向）に移動する走行体１
０に搭載され、ミラ−４，５はその走行体１０に連動し
て１／２の速度で副走査方向に移動する走行体１１に搭
載されており、光学系が移動することで読み取り原稿の
画像面が副走査方向に走査される。主走査方向（ＣＣＤ
イメ−ジセンサ９の並び方向）の走査は、ＣＣＤイメ−
ジセンサ９の固体走査によって行なわれる。このように
原稿画像はＣＣＤイメ−ジセンサ９によって１次元的に
読み取られ、光学系（走行体１０，１１）が移動するこ
とで原稿全面が走査される。

【０００３】ＣＣＤイメージセンサ９に結像された画像
は、電気信号に変換され、種々の処理回路により画像処
理が施された後出力される。この画像処理の一つとして
シェーディング補正がある。このシェーディング補正は
、原稿走査前に図４に示す基準白板１２を読取ってその
濃度（主走査方向に並ぶ各画素のそれぞれの濃度）を記
憶し、記憶した濃度を参照しながら原稿の濃度を読取る
ことにより光学系及び露光系のシェーディングとＣＣＤ
イメージセンサ９のエレメントのバラツキを補正するも
のである。

【０００４】図５に補正回路の従来例を示す。第１スキ
ャナ（走行体）１０が基準白板１２の位置にある時に、
外部からシェーディングタイミング信号が与えられ、そ
の時の画像信号（基準白板１２からの信号）をＲＡＭ２
６に記憶する。同時にＰＷＩＮ信号がピークホールド回
路３０に与えられ、ＰＷＩＮ＝１の間の画像データがピ
ークホールドされ、図７に示すように電圧Ｖｐがピーク
ホールド回路３０に保持される。電圧Ｖｐは係数回路４
０においてｋ（従来においてｋは固定値）倍されて、Ａ
／Ｄ変換器２４にリファレンス電圧として出力される。 なお、Ａ／Ｄ変換器２４が飽和しないようにピークホー
ルド値をｋ（従来においてｋは固定値）倍したリファレ
ンス電圧を与えている。Ａ／Ｄ変換器２４の出力および
ＲＡＭ２６のデ−タが除算器２５に入力され、除算器２
５でシェーディング補正が行なわれる。その後、ＭＴＦ
補正回路２７でＭＴＦ補正が行なわれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ＰＷＩＮ信号は図６に
示すように原稿台基準に最小原稿を置いた時でも原稿の
濃度が読取れる位置でＰＷＩＮ＝１となるように設定さ
れており、原稿サイズによってＰＷＩＮ＝１となる位置
がさまざまである。光学系はレンズのＣＯＳ４乗則によ
る周辺光量の低下があり、ＰＷＩＮ＝１となる位置が光
学系の中心にない場合は、図７に示すように画像信号の
１００％未満の所でＰＷＩＮ＝１となるため、画像信号
の１００％未満の所をピークホールドせざる得ない。

【０００６】近年において画像読取装置に対して精度の
向上が必要となり、従来のように固定した係数値では、
シェーディング形状の違いによって濃度のバラツキが生
じる。また、精度を上げるためピーク値とリファレンス
電圧を近づけて設計するために、Ａ／Ｄ変換器２４に部
分的に飽和が生じる、等の問題があった。

【０００７】図８は平均的なシェーディング特性を持っ
た露光系，光学系の主走査１ライン間の画像読取手段の
出力変化を示し、電圧ＶｐとＶＲＥＦ（係数回路を介し
た後の電圧：Ｖｐを所定倍したもの）の関係を示す。例
えば、図９に示すような特性を持った機械であった場合
、同じＰＷＩＮタイミングでピークホールドし、同じＶ
ｐという電圧を得たとしても、Ａ／Ｄ変換器２４に飽和
部分が発生してしまう。また、程度がよくて飽和しない
までも濃度変動が発生する。

【０００８】本発明は、機械毎の特性に対応して係数回
路のｋの値を調整し、Ａ／Ｄ変換部での飽和を防止する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明の画像読取装
置は、原稿を主走査方向および副走査方向に走査して原
稿画像の濃度に対応するレベルの画像信号を発生する画
像読取手段（１００）；原稿の地肌濃度に対応したレベ
ルの地肌信号を発生する地肌レベル検出手段（３０）；
地肌レベル検出手段（３０）の地肌信号のレベルに係数
を乗じたレベルの基準信号を生成する演算手段（４０）
；前記係数の値を調整するための調整手段（４０，ＶＲ
１）；および、前記基準信号のレベルに対する前記画像
信号のレベルの差を表わすデジタル信号に前記画像信号
を変換する変換手段（２４）；を備える。なお、カッコ
内の記号は後述する実施例の対応要素である。

【００１０】第２の発明の画像読取装置は、原稿を主走
査方向および副走査方向に走査して原稿画像の濃度に対
応するレベルの画像信号を発生する画像読取手段（１０
０）；原稿の地肌濃度に対応したレベルの地肌信号を発
生する地肌レベル検出手段（３０）；地肌レベル検出手
段（３０）の地肌信号のレベルに係数を乗じたレベルの
基準信号を生成する演算手段（ＧＣＡ）；前記基準信号
のレベルに対する前記画像信号のレベルの差を表わすデ
ジタル信号に前記画像信号を変換する変換手段（２４）
；および、係数値調整指示信号に応答して該変換手段（
２４）のデジタル信号が設定値と等しくなる方向に前記
係数を変更する係数値設定手段（２７ａ，２７ｂ，２８
，２９，ＧＣＡ）；を備える。

【００１１】第３の発明の画像読取装置は、原稿を主走
査方向および副走査方向に走査して原稿画像の濃度に対
応するレベルの画像信号を発生する画像読取手段（１０
０）；原稿の地肌濃度に対応したレベルの地肌信号を発
生する地肌レベル検出手段（３０）；前記画像信号に係
数を乗じたレベルの調整画像信号を生成する演算手段（
ＧＣＡ）；前記基準信号のレベルに対する前記調整画像
信号のレベルの差を表わすデジタル信号に前記画像信号
を変換する変換手段（２４）；および、係数値調整指示
信号に応答して該変換手段（２４）のデジタル信号が設
定値と等しくなる方向に前記係数を変更する係数値設定
手段（２７ａ，２７ｂ，２８，２９，ＧＣＡ）；を備え
る。

【００１２】

【作用】第１の発明によれば、演算手段（４０）が、地
肌レベル検出手段（３０）の地肌信号のレベルに係数を
乗じたレベルの基準信号を生成し、変換手段（２４）が
、基準信号のレベルに対する画像信号のレベルの差を表
わすデジタル信号に画像信号を変換する。従って、原稿
の地肌濃度の変動を吸収した画像信号の変換出力が得ら
れる。また、調整手段（４０，ＶＲ１）により前記係数
の値を調整することができるので、この値をそれぞれの
装置毎に適値となるように設定すれば、機械毎に異なる
シェーディング特性により発生する濃度変動や変換手段
での部分的飽和を除去することができる。すなわち、械
械間でのバラツキを防止することができるので、定数設
定により画質劣化の少ない装置を画像読取装置を提供す
ることができる。

【００１３】また第２の発明によれば、演算手段（ＧＣ
Ａ）が、地肌レベル検出手段（３０）の地肌信号のレベ
ルに係数を乗じたレベルの基準信号を生成し、変換手段
（２４）が、基準信号のレベルに対する画像信号のレベ
ルの差を表わすデジタル信号に前記画像信号を変換する
。従って、第１の発明と同様に原稿の地肌濃度の変動を
吸収した画像信号の変換出力が得られる。また、係数値
設定手段（２７ａ，２７ｂ，２８，２９，ＧＣＡ）が、
係数値調整指示信号に応答して変換手段（２４）のデジ
タル信号が設定値と等しくなる方向に前記係数を変更す
るので、係数を設定するための調整を特に必要とせずに
、機械毎に異なるシェーディング特性により発生する濃
度変動や変換手段での部分的飽和を除去することができ
る。すなわち、械械間でのバラツキを防止し、画質劣化
の少ない装置を画像読取装置を提供することができる。

【００１４】また第３の発明によれば、演算手段（ＧＣ
Ａ）が、画像信号に係数を乗じたレベルの調整画像信号
を生成し、変換手段（２４）が、基準信号のレベルに対
する前記調整画像信号のレベルの差を表わすデジタル信
号に前記画像信号を変換する。従って、第１の発明と同
様に原稿の地肌濃度の変動を吸収した画像信号の変換出
力が得られる。また、係数値設定手段（２７ａ，２７ｂ
，２８，２９，ＧＣＡ）が、係数値調整指示信号に応答
して該変換手段（２４）のデジタル信号が設定値と等し
くなる方向に前記係数を変更するので、係数を設定する
ための調整を特に必要とせずに、機械毎に異なるシェー
ディング特性により発生する濃度変動や変換手段での部
分的飽和を除去することができる。すなわち、械械間で
のバラツキを防止し、画質劣化の少ない装置を画像読取
装置を提供することができる。

【００１５】本発明の他の目的および特徴は図面を参照
した以下の実施例の説明により明らかになろう。

【００１６】

【実施例】本実施例の画像読取装置の機構構成は、図４
に示す画像読取装置１００と同様の構成である。

【００１７】図１に本発明の画像読取装置の信号処理系
構成概略のブロック図を示す。ＣＣＤイメージセンサ９
から出力された画像信号は、バッファ回路２１を通過後
、ＤＣ再生回路２２を介して増幅器２３で適当な電圧に
増幅され、Ａ／Ｄ変換器２４に入力される。また、増幅
器２３の出力は、アナログスイッチＳＷ１を通して、Ｐ
ＷＩＮ信号が“１”のときにピークホールド回路３０に
出力される。なお、ＰＷＩＮ信号は、原稿を押える圧板
の濃度が影響しないように主走査ラインの読取り走査毎
の所定の間だけ１となるように設定されている。また、
ＰＷＩＮ信号が１となる期間は、原稿のサイズにかかわ
らず、常に原稿上を走査しているときとなるように設定
されている（小サイズの原稿があって原稿台全面で地肌
検出すると原稿地肌濃度が高いと圧板の地肌を検出して
しまうので、本実施例においても図６に示すように最小
サイズの内側に入るように設定している。）ピークホー
ルド回路３０は、コンパレータ３１とＦＥＴ３２と電圧
保持用コンデンサ３３と、コンデンサ３３を必要なタイ
ミングで放電するアナログスイッチＳＷ２で構成されて
おり、入力された画像信号をピークホールドする。 ピークホールドされた信号は、オペアンプ４１および可
変低抗ＶＲ１で構成された係数回路４０でｋ倍され、ア
ナログスイッチＳＷ３を通してバッファ回路によって電
流増幅され、Ａ／Ｄ変換器２４のＲＥＦ端子に基準値と
して与えられる。

【００１８】自動露光モードの場合の動作を時系列で説
明すると、まず、スキャナ（走行体１０）が基準白板１
２の位置にある時に、ＳＤＲＥＦを“１”にしてアナロ
グスイッチＳＷ４を閉じ、電源電圧Ｖ１をＲＥＦ電圧と
してシェーディングデータをＲＡＭ２６に取込む。スキ
ャナの走査が原稿領域になると同時にＳＷ４を開、ＳＷ
３を閉にして、ピークホールド回路３０からの電圧を基
準としてＡ／Ｄ変換器２４を動作させる。すなわちピー
クホールド回路３０の出力電圧は、原稿の地肌濃度に比
例するから、地肌濃度が濃くなっても自動的にＡ／Ｄ変
換器の出力変動を抑えるように調整される。係数回路４
０の増幅率の調整は、標準原稿を原稿台に置いてスキャ
ナを走査した時に係数回路４０の出力電圧がＶ１に近づ
くように可変抵抗ＶＲ１を用いて調整する。この調整は
、機械毎にシェーディング特性が違うので機械毎に行な
う必要がある。なお、電源電圧Ｖ２と可変抵抗ＶＲ２に
より基準電圧を発生する基準電圧回路は、固定露光モー
ドの時にアナログスイッチＳＷ５を通して基準電圧を供
給するための回路である。

【００１９】以上のように本実施例では、係数回路４０
の増幅率の調整を行なえるので、シェーディング特性の
違いによる機械毎のピークホールド回路３０の出力のそ
れぞれを所定レベルの信号にすることができ、ピークホ
ールド回路３０の次段に接続された回路への影響をなく
すことができる。

【００２０】図２に図１に示す構成と別の、信号処理系
の構成概略のブロック図を示す。この構成においては、
Ａ／Ｄ変換後のデータを判断してゲインコントロールフ
ンプＧＣＡの増幅率を決定して自動的にＲＥＦ電圧を最
適値にするので、械毎の微妙な特性の違いに対処し、さ
らに機械毎の調整を特に必要としない。以下、図２の信
号処理系について説明する。

【００２１】基準白板１２と標準原稿の濃度を同じに設
計し、スキャナ（走行体１０）が基準白板１２の位置に
あるときにＡ／Ｄ変換器２４のデジタルデータを比較器
において基準値と比較し、基準値よりデータが小さい時
カウンタをデクリメントして、Ｄ／Ａ変換器２４の電圧
を徐々に落していく。ゲインコントロールアンプＧＣＡ
に与えられる電圧は、それに応じて小さくなり、当然Ｒ
ＥＦ電圧も低くなり、同じ画像信号でもデジタルデータ
は徐々に大きくなる。デジタルデータが基準を越えた時
にカウンタを停止し、その時の増幅率を保持する。

【００２２】その後、シェーディングデータとして画像
信号をＲＡＭ２６に取込み、原稿走査の時に除算器２５
で画像信号を補正することによって、シェーディング補
正を行なう。この場合も原稿走査時にはピークホールド
回路３０の電圧は、原稿地肌濃度に比例するから、一定
の比率でＡ／Ｄ変換器２４のＲＥＦ電圧も追従し、自動
露光が可能になる。なお、本実施例では、地肌レベルを
検出する期間信号は、ウインド生成カウンタ５０ＣＣＤ
イメージセンサ９のシフトゲートのクロックのような１
主走査に１回発生する信号を基準に原稿位置に対応する
ように作り出している。

【００２３】以上のように図２に示す信号処理系を用い
た場合、ゲインコントロールアンプＧＣＡの増幅率を決
定して自動的にＲＥＦ電圧を最適値にするので、シェー
ディング特性の違いによる機械毎のピークホールド回路
３０の出力のそれぞれを所定レベルの信号にすることが
でき、ピークホールド回路３０の次段に接続された回路
への影響をなくすことができる。

【００２４】ところで、Ａ／Ｄ変換器２４の入力側（Ｉ
Ｎ端子側）にゲインコントロールアンプＧＣＡを有する
構成としても、ＧＣＡの増幅率を決定して自動的にＲＥ
Ｆ電圧を最適値にすることができる。この場合、図３に
示すような構成とすればよい。以下、図３の信号処理系
について説明する。なお、図３に示すのブロックにおい
て図２に示すブロックと記号が同一のものは、その構成
が同一のものである。基準白板１２と標準原稿の濃度を
同じに設計し、スキャナ（走行体１０）が基準白板１２
の位置にあるときにＡ／Ｄ変換器２４のデジタルデータ
を比較器において基準値と比較し、基準値よりデータが
小さい時カウンタをインクリメントして、Ｄ／Ａ変換器
２４の電圧を徐々に上げていく。ゲインコントロールア
ンプＧＣＡに与えられる電圧は、それに応じて大きなる
ので、画像信号のデジタルデータも徐々に大きくなる。 デジタルデータが基準を越えた時にカウンタを停止し、
その時の増幅率を保持する。

【００２５】その後、シェーディングデータとして画像
信号をＲＡＭ２６に取込み、原稿走査の時に除算器２５
で画像信号を補正することによって、シェーディング補
正を行なう。この場合も原稿走査時にはピークホールド
回路３０の電圧は、原稿地肌濃度に比例するから、一定
の比率でＡ／Ｄ変換器２４のＲＥＦ電圧も追従し、自動
露光が可能になる。

【００２６】以上のように図３に示す信号処理系を用い
た場合、ゲインコントロールアンプＧＣＡの増幅率を決
定して自動的に画像信号の入力電圧を最適値にするので
、シェーディング特性の違いによる機械毎のピークホー
ルド回路３０の出力との間に所定の間隔の電圧差が保た
れ、ピークホールド回路３０の次段に接続された回路へ
の影響をなくすことができる。

【００２７】なお、地肌レベル検出用にピークホールド
回路３０を使用しているが、最頻値検出回路のようなデ
ジタル回路や、デジタルデータに重み付けをして平均値
を取るような回路でもよい。また、係数回路４０も増幅
器を使用したアナログ回路でなくても良く、例えば、デ
ジタル的に処理できるように乗算器を使用しても実現で
きる。また、乗算器のかわりに計算結果を書込んだルッ
クアップテーブルのようなものでもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、機械毎に
異なるシェーディング特性により発生する濃度変動やＡ
／Ｄ変換手段での部分的飽和を除去することができる。 すなわち、械械間でのバラツキを防止することができる
ので、定数設定により画質劣化の少ない装置を画像読取
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の信号処理系の概略を示すブロック
図である。

【図２】　　図１に示す信号処理系と別の、信号処理系
の概略を示すブロック図である。

【図３】　　図１および図２に示す信号処理系と別の、
信号処理系の概略を示すブロック図である。

【図４】　　従来の画像読取装置１００の構成概略を示
す側面図である。

【図５】　　従来の補正回路例を示すブロック図である
。

【図６】　　ＰＷＩＮ信号により読込まれる画像領域の
位置と原稿サイズの関係を示す平面図である。

【図７】　　主走査１ライン間の画像読取手段の出力変
化を示すグラフであり、ＰＷＩＮ信号との関係示す。

【図８】　　一搬的な画像読取装置の主走査１ライン間
の画像読取手段の出力変化を示すグラフであり、地肌濃
度検出手段の検出するピーク値を示す。

【図９】　　図８に示す画像読取装置と別の画像読取装
置の、主走査１ライン間の画像読取手段の出力変化を示
すグラフであり、地肌濃度検出手段の検出するピーク値
を示す。

【符号の説明】

１００：スキャナ本体（画像読取手段）１：コンタクト
ガラス　　　　　　　　　　２ａ，２ｂ：光源３，４，
５，６，７：ミラー　　　　　　　　　　　　８：レン
ズ９：ＣＣＤイメージセンサ　　　　　　　　　　　　
１０：走行体１１：走行体　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　１２：基準白板２０：補正回路
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２１：
バッファ回路 ２２：ＤＣ再生回路　　　　　　　　　　　　　　　　
　　２３：増幅器２４：Ａ／Ｄ変換回路（変換手段） ２５：除算器　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　２６：ＭＴＦ補正回路 ３０：ピークホールド回路（地肌レベル検出手段）３１
：コンパレータ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
３２：ＦＥＴ３３：電圧保持用コンデンサ　　　　　　
　　　　ＳＷ１，２：アナログスイッチ ４０：係数回路（演算手段）　　　　　　　　　　４１
：オペアンプ ＶＲ１：可変低抗（４０，ＶＲ１：調整手段）ＳＷ３，
４，５：アナログスイッチ　　　　ＶＲ２：可変低抗 Ｖ１，Ｖ２：基準電圧電源 ５０：ウインド成生カウンタ ２７ａ：基準値発生回路　　　　　　　　　　　　２７
ｂ：比較器２８：カウンタ　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　２９：Ｄ／Ａ変換器 ＧＣＡ：ゲインコントロールアンプ （２７ａ，２７ｂ，２８，２９，ＧＣＡ：係数値設定手
段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　原稿を主走査方向および副走査方向に
   走査して原稿画像の濃度に対応するレベルの画像信号を
   発生する画像読取手段；原稿の地肌濃度に対応したレベ
   ルの地肌信号を発生する地肌レベル検出手段；地肌レベ
   ル検出手段の地肌信号のレベルに係数を乗じたレベルの
   基準信号を生成する演算手段；前記係数の値を調整する
   ための調整手段；および、前記基準信号のレベルに対す
   る前記画像信号のレベルの差を表わすデジタル信号に前
   記画像信号を変換する変換手段；を備える画像読取装置
   。
2. 【請求項２】　　原稿を主走査方向および副走査方向に
   走査して原稿画像の濃度に対応するレベルの画像信号を
   発生する画像読取手段；原稿の地肌濃度に対応したレベ
   ルの地肌信号を発生する地肌レベル検出手段；地肌レベ
   ル検出手段の地肌信号のレベルに係数を乗じたレベルの
   基準信号を生成する演算手段；前記基準信号のレベルに
   対する前記画像信号のレベルの差を表わすデジタル信号
   に前記画像信号を変換する変換手段；および、係数値調
   整指示信号に応答して該変換手段のデジタル信号が設定
   値と等しくなる方向に前記係数を変更する係数値設定手
   段；を備える画像読取装置。
3. 【請求項３】　　原稿を主走査方向および副走査方向に
   走査して原稿画像の濃度に対応するレベルの画像信号を
   発生する画像読取手段；原稿の地肌濃度に対応したレベ
   ルの地肌信号を発生する地肌レベル検出手段；前記画像
   信号に係数を乗じたレベルの調整画像信号を生成する演
   算手段；前記基準信号のレベルに対する前記調整画像信
   号のレベルの差を表わすデジタル信号に前記画像信号を
   変換する変換手段；および、係数値調整指示信号に応答
   して該変換手段のデジタル信号が設定値と等しくなる方
   向に前記係数を変更する係数値設定手段；を備える画像
   読取装置。