JPH053545A - 光電変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 読取用センサの感度特性に起因する再現濃度
の誤差を補正して、多階調化、高品位化に対処できるよ
うにする。 【構成】 被読取物に光を照射する光源と、列状に複数
配列され、前記被読取物から反射された画像情報光を受
光する読取用センサとを備えてなる光電変換装置におい
て、各々異なる被読取物の複数の反射率に対応してそれ
ぞれ補正用信号を生成する手段と、該補正用信号生成手
段で生成された補正用信号を記憶する手段と、該記憶手
段に記憶された補正用信号に基づいて、前記読取用セン
サで読取られた画情報の再現濃度を補正する手段とを設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被読取物に光を照射
し、散乱した光を読取用センサにより読取る光電変換装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、ファクシミリやイメージリーダな
どのいわゆる電子事務機の普及に伴い小型、低コストの
画像入力装置の需要が高まっている。そのため、読取解
像度が高く、しかも高速度で読取り可能で階調特性の良
好な密着型イメージセンサが要求されてきている。この
ような密着型イメージセンサとしては、非晶質シリコン
などの半導体層からなる読取用センサを用いたものが一
般的である。図１６はその従来の密着型イメージセンサ
の概略的断面図、図１７は密着型イメージセンサの模式
的回路図である。図１６に示すように、センサ基板１は
透明基体となる透明基板２、遮光層３、透明保護層４の
三層からなり、遮光層３の上部には読取用センサ５が形
成されている。光源６から出た光は窓１４を通過し、ロ
ーラ７により透明保護層４と密着させられた原稿８に入
射し、画像情報によって変化する原稿面散乱光９の一部
が画像情報として読取用センサ５に入射する。この読取
用センサ５は複数個アレー状に並んでおり、これを図１
７ではＳ₁ 〜Ｓ_n で示している。センサの数であるｎ値
は、たとえば解像度８ｐｅｌ／ｍｍでＡ４版用なら通常
１７２８ビット程度、Ｂ４版用なら２０４８ビット程度
である。読取用センサＳ₁ 〜Ｓ_n には、センサバイアス
用電源１５により電圧が印加されており、読取用センサ
Ｓ₁ 〜Ｓ_n に入射する光が電流に変換され、読取用セン
サ出力処理回路１１、増幅回路１２、Ａ／Ｄ変換器１３
によりデジタル信号として順次出力される。また、前記
読取用センサの原稿濃度に対する感度や原稿照明用の光
源の光量は、ビット間で多少のバラツキがあるのが普通
である。このため、従来の光電変換装置には前記バラツ
キを補正するためのビット補正回路が設けられたものが
ある。図１８はその従来ビット補正回路を持つ密着型イ
メージセンサの模式的回路図である。このビット補正回
路では、先に無地白色のいわゆる白基準原稿１０を読取
用センサＳ₁ 〜Ｓ_n に読取らせて、読取用センサの感度
バラツキと原稿照明用光源の光量バラツキの情報を含む
ビット出力を補正信号としてメモリ１６に記憶させる。
次に、原稿読取時の読取信号を割り算器１７において、
メモリ１６に記憶した補正信号で割ることによって、規
格化され補正された出力信号を得ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、一
般的に読取用センサは図１９にＡとして示すように原稿
濃度に対して非線形な感度特性を持つ。そのため、従来
の白基準原稿だけを用いた光電変換装置では、原稿濃度
と補正後の読取出力関係は図２０にＢとして示すように
直線的になる。この場合、図１９におけるＴ₁ という原
稿濃度に対する読取用センサの出力はＳとなる。従っ
て、図２０に示すようにこれより再現される原稿濃度は
Ｔ₂ となり、読取った原稿の濃度Ｔ₁ とは大きく異なっ
てしまう。このような補正後、読取信号がたとえばファ
クシミリの入力画像信号として使われた場合、通信後画
像を復元する際に読取用センサの原稿濃度に対する感度
の非線形性が図２０に示すように誤差（Ｔ₂ −Ｔ₁ ）と
して現われる。そのため、特にディザ法や誤差拡散法と
いった中間調表示を行う場合、中間調の画像の再現性が
著しく低下し、画像の多階調化、高品位化の妨げとなっ
ていた。

【０００４】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、その目的は読取用センサの感度特
性に起因する再現濃度の誤差を有効に補正し、多階調
化、高品位化にも充分対処できるようにした光電変換装
置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のこのような目的
は、被読取物に光を照射する光源と、列状に複数配列さ
れ、前記被読取物から反射された画像情報光を受光する
読取用センサとを備えてなる光電変換装置において、各
々異なる被読取物の複数の反射率に対応してそれぞれ補
正用信号を生成する手段と、該補正用信号生成手段で生
成された補正用信号を記憶する手段と、該記憶手段に記
憶された補正用信号に基づいて、前記読取用センサで読
取られた画情報の再現濃度を補正する手段とを設けたこ
とを特徴とする光電変換装置によって達成される。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して詳細に説明する。 ［第１実施例］図１は本発明の光電変換装置の一実施例
を示した構成図、図２はその電気的回路構成を示したブ
ロック図である。なお、図１、図２では従来装置と同一
部分は同一符号を付し、本実施例ではその説明は省略す
る。図において、１８は表面に反射率が１００％となる
ように白色塗装が施された平板状の白色部材、１９はこ
の白色部材１８に固着された平板状の灰色部材である。
灰色部材１９の反射率は白色基準と（反射率１００％）
と黒基準（反射率０％）の間に設定されている。２０は
長穴２０ｂが設けられたアーム状の保持部材で、上端の
回動軸２０ａを中心に回動できる構造にしてある。ま
た、長穴２０ｂに灰色部材１９の端部に設けられたピン
１９ａが挿通され、保持部材２０が回動軸２０ａを中心
に回動することにより、白色部材１８と灰色部材１９が
透明保護層４上を図面上左右方向に移動するように構成
されている。２１及び２２は各々補正信号を記憶するた
めの記憶回路である。記憶回路２１には白色部材１８に
反射して得られた補正信号が記憶され、記憶回路２２に
は灰色部材１９に反射して得られた補正信号が記憶され
る。なお、その機能から以後は記憶回路２１を白メモ
リ、記憶回路２２を灰メモリという。更に、２３は原稿
からの読取信号と各メモリの補正信号を処理し、原稿の
再現濃度を補正するための演算処理回路、３３〜３５は
スイッチである。この演算処理回路２３の補正処理につ
いては、詳しく後述する。

【０００７】次に、本実施例の動作を説明する。まず、
図示しない制御回路からの制御信号により、保持部材２
０が所定角度回動するように駆動され、図３に示すよう
に白色部材１８がローラ７の下面に位置するように設定
される。一方、図２に示したスイッチ３４はオン、他の
スイッチ３３と３５はオフするように制御される。この
状態で光源６からの光が透明基板２、窓１４、透明保護
層４を通って白色部材１８に照射される。白色部材１８
で散乱された光３１は、透明保護層４を通って読取用セ
ンサ５に入射される。この散乱光３１を第１の補正情報
光とし、これを光電変換したものを第１補正信号とす
る。各々の読取用センサＳ₁ 〜Ｓ_n に入射した補正情報
光は、各センサで電流に変換された後、読取用センサ出
力処理回路１１により順次出力される。この時、白色部
材１８の読取情報である第１の補正信号はスイッチ３４
が閉じているため、白メモリ２１に補正情報として記憶
される。

【０００８】第１の補正信号の記憶が終了すると、保持
部材２０が更に回動するように駆動され、図４に示すよ
うにローラ７の下面に灰色部材１９が位置するように設
定される。また、同時に図２に示したスイッチ３５はオ
ン、他のスイッチ３３と３４はオフするように制御され
る。この状態で前記と全く同様に光源６から光が照射さ
れ、灰色部材１９で散乱された散乱光３２が読取用セン
サ５に入射される。この散乱光３２を第２の補正情報光
とし、これを光電変換したものを第２の補正信号とす
る。各々の読取用センサＳ₁ 〜Ｓ_n に入射した補正情報
光３２は、電流に変換された後、読取用センサ出力処理
回路１１により順次出力される。このようにして得られ
た第２の補正信号は、スイッチ３５が閉じているため、
灰メモリ２２に補正情報として記憶される。以上で第１
及び第２の補正信号のメモリへの記憶動作が全て終了す
る。

【０００９】補正信号の記憶の終了すると、次は原稿の
読取りである。原稿を読取る場合、図５に示すように保
持部材２０が駆動され、白色部材１８と灰色部材１９が
再び元の位置に復帰される。これにより、白色部材１８
と灰色部材１９はローラ７の下面から遠ざけられ、原稿
読取りの待機状態となる。また、同時に図２に示したス
イッチ３３はオン、他のスイッチ３４と３５はオフする
ように制御される。この状態で図５に示す如く、ローラ
８の原稿送り動作によって原稿８が透明保護層４上を一
定速度で搬送される。一方、光源６から原稿８に向けて
連続的に光が照射され、原稿面で画情報に応じた反射率
で散乱される。そして、この原稿面散乱光９は、読取用
センサ５に画情報として順次入射され、各々の読取用セ
ンサＳ₁〜Ｓ_n で電流に変換された後、読取用センサ出
力処理回路１１により順次１ライン毎に出力される。こ
のとき、スイッチ３３がオンしているので、読出された
信号は演算処理回路２３へ送られ、前記第１、第２の補
正信号を用いて原稿読取り信号の補正処理が実行され
る。以下、その補正処理について説明する。

【００１０】まず、原稿の読取り信号が演算処理回路２
３に入力されると、白メモリ２１及び灰メモリ２２から
読取用センサＳ₁ 〜Ｓ_n に対応する補正情報が呼出さ
れ、演算処理回路２３へ送られる。ここで、読取用セン
サの原稿濃度に対する出力（感度）特性は、一般に図６
に示すように非線形である。図６において、Ｇは灰色部
材１９の反射率を示し、これに対応するセンサ出力はＨ
である。また、白色部材１８の反射率は１００％で、こ
のときのセンサ出力は１００％である。演算処理回路２
３では、このように反射率の異なる２つの反射部材を用
いて得られた第１及び第２の補正信号を基に、図７に示
すようにセンサ出力に対して直線近似法により再現濃度
を補正する。即ち、演算処理回路２３は画情報の出力を
Ｇ点と１００％の点を結ぶ直線Ｂで近似し、これを再現
濃度の補正後出力として図示しない画像形成部へ送る。
これにより、図７に示すようにＴ₁ なる濃度の原稿を読
取った場合、補正後出力で再現される濃度はＴ₃ とな
り、その誤差はＴ₃ −Ｔ₁ となる。従って、本実施例で
は図２０で説明した従来の誤差Ｔ₂ −Ｔ₁ に比べその誤
差を充分に小さくすることができる。なお、灰色部材１
９の反射率を原稿の画情報の反射率Ｔ₁ に近づけるよう
にすれば、誤差を更に小さくすることが可能である。ま
た一般に非晶質シリコンを用いた読取用センサでは、セ
ンサ出力が入射光量のγ乗に比例することが知られてい
るが、図６に示したようにセンサ出力が入射光量のγ乗
に比例することが予め分かっていれば、白色部材１８及
び灰色部材１９を読取った時の出力からγを決定するこ
とができる。従って、この場合には演算処理により図８
に示すように誤差を殆ど含まずに読取った原稿の濃度を
補正することが可能である。 ［第２実施例］図９は本発明の第２実施例を示した構成
図である。この実施例では、白色部材１８と灰色部材１
９の代わりに、１つの基準拡散部材２５が配設されてい
る。この基準拡散部材２５の反射率は、いずれの面でも
均一となるように作製されている。また、基準拡散部材
２５は前記実施例と同様に保持部材２０の駆動により、
透明保護層４上を左右方向に移動できるように構成され
ている。一方、光源６は図１０に示すように読取用セン
サの配列方向に沿って配列された多数の発光素子（発光
ダイオード）ＬＥＤから構成されているが、本実施例で
はその発光素子の電源電圧を２段階に切換えられるよう
にしてある。即ち、スイッチ２４をａ、ｂに切換えるこ
とによって、電源電圧を可変し、発光素子の光量が調整
できるように構成されている。

【００１１】次は動作である。まず、補正信号を読取る
場合、保持部材２０を駆動して基準拡散部材２５をロー
ラ７の下面に位置させる。また、図１０に示すスイッチ
２４をａ側に接続し、かつスイッチ３４をオン、スイッ
チ３３、３５をオフさせる。これにより、光源６は最大
電圧で点灯し、基準拡散部材２５の反射光から得られた
補正情報を第１の補正信号として白メモリ２１に記憶さ
せる。次いで、基準拡散部材２５はそのままの状態で、
スイッチ２４をｂ側に接続し、またスイッチ３５をオ
ン、スイッチ３３、３４をオフさせる。これにより、光
源６の光量が低下し、このときに基準拡散部材２５の反
射光から得られた補正情報を灰メモリ２２に第２の補正
信号として記憶させる。つまり、第１実施例では反射率
の異なる反射部材を用いて補正信号を得たが、本実施例
では反射部材の反射率は一定とし、光源の光量を変える
ことで反射率に対応した補正信号を得るようにしたもの
である。原稿を読取る場合は、基準拡散部材２５をロー
ラの下面から遠ざけ、またスイッチ２４を再びａ側に接
続し、スイッチ３３をオン、スイッチ３４、３５をオフ
させる。読取られた画情報は、演算処理回路２３に送ら
れ、補正処理が行われる。補正処理は第１実施例と全く
同じである。 ［第３実施例］図１１は本発明の第３実施例を示した構
成図である。この実施例は、第２実施例で示した光源６
の調光作用を減光部材を用いて実施した例である。即
ち、光源６の上方に所定の光透過率を有する薄板状の減
光部材２６を配設し、この減光部材２６の減光作用によ
って光源６の光量を可変する例である。減光部材２６の
ピン状端部２６ａは、アーム状の保持部材２７の長穴２
７ａに挿通され、保持部材２７が回動軸２７ｂを中心に
回動することにより、減光部材２６が左右方向に移動で
きるようにしてある。従って、減光部材２６が光源６の
上方に位置した場合は、減光部材２６の減光作用によっ
て上方に到達する光量を減量できるようになっている。
なお、その他の構成は第２実施例と同じである。

【００１２】本実施例では、まず図１２に示すように基
準拡散部材２５をローラ７の下面に位置させ、この状態
で光源６を点灯し、得られた補正情報を白メモリ２１に
記憶させる。次いで、図１３に示す如く基準拡散部材２
５はそのままの状態で、減光部材２６を光源６の光路上
に位置させる。これにより、光源６の光は減光部材２６
の減光作用により所定量だけ減じて基準拡散部材２５に
入射し、その反射光から得られた補正情報を灰メモリ２
２に記憶させる。このときの補正情報は、第２実施例で
光源の光を減光して得られた補正情報と全く同じであ
る。原稿を読取る場合は、図１１に示す如く基準拡散部
材２５と減光部材２６を再び元の位置に復帰させる。読
取られた画情報は演算処理回路２３へ送られ、第１実施
例と全く同様の補正処理が行われる。 ［第４実施例］図１４は本発明の第４実施例を示したブ
ロック図である。この実施例は、演算処理回路をラダー
抵抗２８、コンパレータ２９、デコーダ３０を用いてア
ナログ的に構成した例である。この実施例であっても、
図６に示したように読取用センサの原稿濃度に対する感
度特性が非線形であった場合、図７に示す如く読取った
原稿濃度を有効に補正することができる。 ［第５実施例］図１５は本発明の第５実施例を示したブ
ロック図である。この実施例は、前記２つの補正信号に
加えて黒基準の読取り時の補正信号、即ち反射率が０％
であるときの補正信号を用いて補正処理を行う例であ
る。黒基準の補正信号は、黒メモリ３７に記憶される。
本実施例では、黒基準の補正信号を用いて演算処理する
ことにより、黒基準読取時のオフセット出力を補正でき
るので、以上の実施例よりも更に誤差分を小さくするこ
とができる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、読
取用センサの原稿濃度に対する感度の非線形性を有効に
補正でき、画像をより忠実に再現できるという効果があ
る。従って、多階調で画像を再現するような場合であっ
ても、従来のように中間調の再現性が低下することがな
く、高品位で画像を再現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光電変換装置の一実施例を示した構成
図である。

【図２】図１の実施例の電気的回路構成を示したブロッ
ク図である。

【図３】白色部材を使用して第１の補正信号を生成する
ときの状態を示した構成図である。

【図４】灰色部材を使用して第２の補正信号を生成する
ときの状態を示した構成図である。

【図５】原稿読取時の状態を示した構成図である。

【図６】読取用センサの原稿濃度に対する出力（感度）
特性を示した特性図である。

【図７】演算処理回路のセンサ出力に対する補正後の原
稿濃度を示した図である。

【図８】センサ出力が入射光量のγ乗に比例することが
予めわかっている場合に、第１及び第２の補正信号から
そのγを決定して得られる演算処理回路の補正特性を示
した図である。

【図９】本発明の第２実施例を示した構成図である。

【図１０】図９の実施例の電気的回路構成を示したブロ
ック図である。

【図１１】本発明の第３実施例を示した構成図である。

【図１２】図１１の実施例で基準拡散部材を用いて補正
信号を生成するときの状態を示した構成図である。

【図１３】図１１の実施例で減光部材により光源の光を
減光した状態で補正信号を生成するときの様子を示した
構成図である。

【図１４】本発明の第４実施例を示したブロック図であ
る。

【図１５】本発明の第５実施例を示したブロック図であ
る。

【図１６】従来の光電変換装置を示した構成図である。

【図１７】その従来装置の電気的回路構成を示したブロ
ック図である。

【図１８】従来におけるビット補正回路が設けられた光
電変換装置を示したブロック図である。

【図１９】読取用センサの原稿濃度に対する非線形感度
特性を示した図である。

【図２０】図１８のビット補正回路の補正特性を示した
図である。

【符号の説明】

１ センサ基板 ２ 透明基板 ３ 遮光層 ５ 読取用センサ ６ 光源 ７ ローラ ８ 原稿 １１ 読取用センサ出力処理回路 １８ 白色部材 １９ 灰色部材 ２１ 白メモリ ２２ 灰メモリ ２５ 基準拡散部材 ２６ 減光部材

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被読取物に光を照射する光源と、列状に
   複数配列され、前記被読取物から反射された画像情報光
   を受光する読取用センサとを備えてなる光電変換装置に
   おいて、各々異なる被読取物の複数の反射率に対応して
   それぞれ補正用信号を生成する手段と、該補正用信号生
   成手段で生成された補正用信号を記憶する手段と、該記
   憶手段に記憶された補正用信号に基づいて、前記読取用
   センサで読取られた画情報の再現濃度を補正する手段と
   を設けたことを特徴とする光電変換装置。
2. 【請求項２】 補正用信号生成手段は、各々異なる反射
   率を有する複数の反射部材にそれぞれ光源から光を照射
   し、その反射光を各々読取用センサで読取ることによっ
   て、複数の反射率に対応した補正用信号を生成すること
   を特徴とする請求項１の光電変換装置。
3. 【請求項３】 補正用信号生成手段は、所定の反射率を
   有する反射部材と、光源の光量を複数段階で可変する調
   光手段とを有し、前記反射部材で反射された光源の各光
   量での反射光をそれぞれ読取用センサで読取ることによ
   って、複数の反射率に対応した補正用信号を生成するこ
   とを特徴とする請求項１の光電変換装置。
4. 【請求項４】 補正用信号生成手段は、所定の反射率を
   有する反射部材と、光源の光量を減光する減光部材とを
   有し、該減光部材により光源の光量を複数段階で切換
   え、前記反射部材で反射された各光量での反射光をそれ
   ぞれ読取用センサで読取ることによって、複数の反射率
   に対応した補正用信号を生成することを特徴とする請求
   項１の光電変換装置。
5. 【請求項５】 複数の反射率は、反射率が略０％である
   黒基準以外の反射率であることを特徴とする請求項１の
   光電変換装置。
6. 【請求項６】 補正手段は、複数の反射率に対応した補
   正用信号に基づき、読取用センサの感度特性の非線形性
   を直線的に近似することによって、被読取物の再現濃度
   を補正することを特徴とする請求項１の光電変換装置。
7. 【請求項７】 補正手段は、読取用センサの出力が入射
   光量のγ乗に比例する場合に、前記補正用信号からその
   γを演算し、かつ得られたγに基づいて被読取物の再現
   濃度を補正することを特徴とする請求項１の光電変換装
   置。
8. 【請求項８】 反射率が略０％である黒基準に対応した
   補正用信号を生成し、該補正用信号に基づいて黒基準読
   取時の読取用センサのオフセット分を補正することを特
   徴とする請求項１の光電変換装置。