JPH0646260A - 画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 結像光学系に基づく画像劣化を適切に補正で
き、高品質の画像情報を得ることを可能とする。 【構成】 イメージセンサ５で読み取られる画像信号の
イメージセンサ５における走査方向ｓ位置を検知する位
置検知手段６と、この位置検知手段６にて検知された画
像信号位置の結像光学系４の結像性能情報を設定する結
像性能設定手段８と、この結像性能設定手段８にて設定
された結像性能情報に応じて画像信号の劣化状態を補正
する補正手段９とを備えたもので、特に、カラー画像読
み取り装置にあっては、色成分検知手段７からの検知情
報を利用することにより、結像性能設定手段にて色成分
毎の結像性能情報を設定し、補正手段９にて各色成分の
画像信号の劣化状態を補正するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、画像読み取り装置に
係り、特に、原稿画像を結像光学系を介してライン状イ
メージセンサ上に結像させるタイプの画像読み取り装置
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の画像読み取り装置は、プラ
テン上の原稿面を照明用光源にてスリット状に順次照射
し、原稿面からのスリット状反射光を結像光学系にてラ
イン状イメージセンサ上に結像させ、原稿画像を読み取
るようにしたものである。このような画像読み取り装置
にあっては、上記イメージセンサ上の光学像は通常結像
光学系により劣化（像面湾曲）している関係上、イメー
ジセンサから取り出される画像信号は劣化した画像情報
になってしまう。そこで、従来にあっては、イメージセ
ンサから取り出された画像信号全体に対して一定の高域
強調処理（ＭＴＦ［Modulation Trasfer Functionの
略］補正処理）を行い、上記画像の劣化を補正するよう
に対処していた（例えば「ディジタル画像処理」，長尾
真著，近代科学社，昭和５３年１２月１０日発行）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おける画像読み取り装置の画像劣化補正方式にあって
は、イメージセンサにて取り出された画像信号に対して
一定の補正処理を行っているため、個々の画像情報に対
して適切な処理が施されてはおらず、高品質な画像情報
を得る上で未だ不十分であった。すなわち、従来におけ
る画像読み取り装置の結像光学系は、通常図１２に示す
ように、結像レンズの画角方向（イメージセンサにおけ
る走査方向に相当）の位置によって異なる結像性能（Ｍ
ＴＦ）を有しているため、画像信号に対して一定の補正
処理を行ったとしても、結像レンズの画角方向の位置に
おける結像性能誤差がそのまま残存してしまい、高品質
の画像情報を得ることができなかった。

【０００４】特に、カラー画像読み取り装置にあって
は、結像レンズの画角方向の結像性能（ＭＴＦ）は、図
１３に示すように、分光された色成分（赤成分［Ｒ］，
緑成分［Ｇ］，青成分［Ｂ］）毎に異なるため、画像信
号に対して一定の補正処理を行ったとしても、結像レン
ズの画角方向の位置における結像性能誤差のみならず、
各色成分毎の結像性能誤差もそのまま残存してしまう
分、高品質の画像情報を得ることができないという技術
的課題はより深刻なものであった。

【０００５】この発明は、以上の技術的課題を解決する
ためになされたものであって、結像光学系に基づく画像
劣化を適切に補正でき、高品質の画像情報を得ることを
可能とした画像読み取り装置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
図１に示すように、プラテン１上の原稿２面を照明用光
源３にてスリット状に順次照射し、原稿２面からのスリ
ット状反射光を結像光学系４にてライン状イメージセン
サ５上に結像させ、原稿２画像を読み取るようにした画
像読み取り装置を前提とし、上記イメージセンサ５で読
み取られる画像信号のイメージセンサ５における走査方
向ｓ位置を検知する位置検知手段６と、この位置検知手
段６にて検知された画像信号位置の結像光学系４の結像
性能情報を設定する結像性能設定手段８と、この結像性
能設定手段８にて設定された結像性能情報に応じて画像
信号の劣化状態を補正する劣化補正手段９とを備えたこ
とを特徴とするものである。

【０００７】また、カラー画像読み取り装置に適用する
場合における発明は、図１に示すように、プラテン１上
の原稿２面を照明用光源３にてスリット状に順次照射
し、原稿２面からのスリット状反射光を結像光学系４に
てライン状イメージセンサ５上に結像させ、原稿２画像
を読み取るようにした画像読み取り装置を前提とし、上
記イメージセンサ５で読み取られる画像信号のイメージ
センサ５における走査方向ｓ位置を検知する位置検知手
段６と、上記イメージセンサ５で読み取られる画像信号
の各色成分を検知する色成分検知手段７と、上記位置検
知手段６にて検知された画像信号位置及び色成分検知手
段７にて検知された色成分に対する結像光学系４の結像
性能情報を設定する結像性能設定手段８と、この結像性
能設定手段８にて設定された結像性能情報に応じて各色
成分の画像信号の劣化状態を補正する劣化補正手段９と
を備えたことを特徴とするものである。

【０００８】このような技術的手段において、上記位置
検知手段６としては、イメージセンサ５の走査方向のど
の位置の画像信号であるか否かを検知できるものであれ
ば、イメージセンサ５の読み出しクロックを計数する等
適宜設計変更することができる。

【０００９】また、色成分検知手段７としては、各色成
分毎の画像信号を取り出すためのもので、イメージセン
サ５からの画像信号がどの色成分のものであるか否かを
検知できるものであれば適宜選定することができる。例
えば一つのイメージセンサ５からの画像信号を色分離す
るタイプにあっては、色分離の切り分けタイミングに基
づいて検知するようにしたり、色分離手段のどの出力ポ
ートから得られる信号であるか否かを見るようにすれば
よく、また、各色成分毎のイメージセンサ５を具備した
タイプにあっては、どの色成分のイメージセンサ５から
の信号であるか否かによって検知するようにすればよ
い。

【００１０】更に、結像性能設定手段８としては、結像
光学系４の結像性能を設定できるものであれば適宜選定
して差し支えないが、結像性能を正確に設定するという
観点からすれば、例えば結像性能評価用パターンを読み
取り、その読み取り情報に基づいて結像性能情報を算出
するようにすることが好ましく、装置構成を簡略化する
という観点からすれば、公知の測定系にて予め測定され
た結像性能情報をメモリ内に格納しておき、メモリ内か
ら結像性能情報を読み出すようにすることが好ましい。

【００１１】更にまた、劣化補正手段９としては、結像
光学系４の結像性能に基づく画像信号の劣化状態を補正
できるものであれば、所定の画素位置に対する結像性能
に基づいてデジタルフィルタの各係数を選定し、このデ
ジタルフィルタを介して画像信号を補正する等適宜設計
変更して差し支えない。また、画像品質をより高めると
いう観点からすれば、例えばエッジ強調モードやグラフ
ィックモード等の選択モードに応じて画像信号に対する
補正処理程度を段階的に変化させるようにすることが好
ましい。

【００１２】

【作用】上述したような技術的手段によれば、位置検知
手段６はイメージセンサ５で読み取られる画像信号のイ
メージセンサ５における走査方向ｓ位置を検知し、結像
性能設定手段８は上記位置検知手段６にて検知された画
像信号位置の結像光学系４の結像性能情報を設定し、劣
化補正手段９は前記結像性能設定手段８にて設定された
結像性能情報に応じて画像信号の劣化状態を補正する。
特に、カラー画像読み取り装置にあっては、色成分検知
手段７が上記イメージセンサ５で読み取られる画像信号
の各色成分を検知し、結像性能設定手段８は、前記位置
検知手段６にて検知された画像信号位置及び色成分検知
手段７にて検知された色成分に対する結像光学系４の結
像性能情報を設定し、劣化補正手段９は前記結像性能設
定手段８にて設定された色成分毎の結像性能情報に応じ
て画像信号の劣化状態を補正する。また、切り換え選択
手段１０を設けるようにすれば、任意に選択される選択
モードに応じて劣化補正手段９の補正処理度合を変更し
得る。

【００１３】

【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づいてこの
発明を詳細に説明する。 ◎実施例１ 図２及び図３はこの発明が適用された画像読み取り装置
の一実施例を示す。同図において、符号２０は画像読み
取り装置の全体を示し、透明ガラス平板からなるプラテ
ン２３上に載置された原稿２２は原稿押さえ２１によっ
てプラテン２３上に固定され、照明用光源としてのハロ
ゲンランプ２５によってスリット状に順次照明される。
尚、符号２６はハロゲンランプ２５からの光を原稿２２
の集光部に両側から集束させるリフレクタである。原稿
２２の反射光は、光路規制用のミラー２７，２９，３
０、結像レンズ３１、及び赤外線カットフィルタ３２か
らなる結像光学系を介してライン状のイメージセンサ４
０上に結像される。特に、この実施例では、フルレート
キャリッジ２４が上記ハロゲンランプ２５、リフレクタ
２６及びミラー２７を搭載し、ハーフレートキャリッジ
２８がミラー２９，３０を搭載し、フルレートキャリッ
ジ２４及びハーフレートキャリッジ２８が２：１の速度
比で図３中の矢印Ａ方向に向かって原稿２２を移動走査
し、イメージセンサ４０が原稿２２全域の画像情報を読
み取るようになっている。

【００１４】この実施例において、イメージセンサ４０
は、各色成分に対応する３ライン構成のものであり、夫
々は、図４に示すように、ＣＣＤ（Charge Cuppled Dev
ice）素子４１を所定ピッチｐ（この実施例ではｐ＝８
μｍ程度）毎に配列し、各ＣＣＤ素子４１の手前には赤
（Ｒ）成分用フィルタ、緑（Ｇ）成分フィルタ若しくは
青（Ｂ）成分フィルタを夫々配置することにより、対応
するＣＣＤ素子４１に各色成分の画像信号を取り込める
ようにしたものである。

【００１５】また、この実施例において、上記プラテン
２３上で原稿２２を設置しない領域には、結像性能評価
用パターン５０が結像光学系の画角方向（イメージセン
サ４０の走査方向［図３中の矢印Ｂ方向］に相当）に沿
って取り付けられている。特に、この実施例で用いられ
る結像性能評価用パターン５０は、図５に示すように、
前記結像光学系の画角方向に対して平行な例えば４ｌｐ
（ラインペア）／ｍｍのラダーパターン５１と、前記画
角方向に対して垂直な例えば４ｌｐ（ラインペア）／ｍ
ｍのラダーパターン５２とで構成されている。

【００１６】更に、上記イメージセンサ４０の信号処理
系６０を図６に示す。同図において、イメージセンサ４
０の信号処理系６０は、各イメージセンサ４０（具体的
には４０ａ［赤成分用］，４０ｂ［緑成分用］，４０ｃ
［青成分用］）からの画像信号の劣化状態を補正する補
正回路６２（具体的には６２ａ［赤成分用］，６２ｂ
［緑成分用］，６２ｃ［青成分用］）を備えており、原
稿２２の画像情報を読み取る前に結像性能評価用パター
ン５０を読み取り、結像光学系の結像性能情報を予め把
握した後に、原稿２２の画像情報を読み取り、前記結像
性能情報を元に原稿２２の画像情報を補正するようにな
っている。尚、この実施例では、各イメージセンサ４０
の出力は３チャネル並列になっているが、偶数画素、奇
数画素を別々に出力し、各色２チャネルずつ計６チャネ
ルで処理するようにしてもよい。

【００１７】この実施例で用いられる補正回路６２の具
体例を図７に示す。同図において、原稿２２の画像情報
を読み取る前に、結像性能評価用パターン５０を読み取
る処理工程においては、イメージセンサ４０からの各色
成分毎の画像信号は、増幅器７１により増幅され、次に
サンプルホールド回路７２によりリセットノイズを除去
し、Ａ／Ｄ変換器７３を通りデジタルデータに変換され
る。そして、読み取られた結像性能評価用パターン５０
に対するデジタルデータは、結像性能算出部７４におい
て処理される。この結像性能算出部７４では、例えば結
像性能情報として結像性能評価用パターン５０のラダー
パターンの各色成分に対応するモジュレーションが算出
され（例えば特開平２−１４６５７１号公報参照）、記
憶装置７５には結像光学系の画角方向の位置毎に結像性
能情報が記憶される。

【００１８】次に、原稿２２の画像情報を読み取る処理
工程においては、イメージセンサ４０で読み取られた各
色成分毎の画像信号は、増幅器７１により増幅され、次
に、サンプルホールド回路７２によりリセットノイズを
除去し、Ａ／Ｄ変換器７３を通りデジタルデータに変換
された後、劣化補正回路７６に入力される。この劣化補
正回路７６内では例えばｍ×ｎのデジタルフィルタによ
る画像処理が行われるが、このデジタルフィルタの演算
に用いられる係数は係数発生回路７７から送出される。
また、図８に示すように、符号７８は画像信号がイメー
ジセンサ４０のどの位置からの信号であるか否かを算出
する位置算出回路であり、この位置算出回路７８から得
られる画像信号の位置情報Ｐを元に、記憶装置７５か
ら、その位置における結像性能情報ｋが読み出される。
このとき、上記係数発生回路７７は、例えば結像性能情
報ｉ（ｉ＝０…ｋ…ｎ）に対応するアドレスに予め画像
劣化補正用のデジタルフィルタの係数データａ_i（ｉ＝
０…ｋ…ｎ）が格納されたルックアップテーブルにて構
成されており、上記結像性能情報ｋがアドレス信号Ａｄ
ｒ．ｋとして入力されると、これに対応した係数データ
ａ_kを送出し、上記劣化補正回路７６のデジタルフィル
タ係数を設定するのである。このため、イメージセンサ
４０の各位置における画像信号は、劣化補正回路７６を
通ることにより、各色成分毎における各位置の結像性能
情報に基づく劣化状態を補正した形で出力される。

【００１９】◎実施例２ 図９は実施例２で用いられる補正回路６２を示す。同図
において、補正回路６２の基本的構成は、実施例１と略
同様であるが、実施例１と異なり、記憶装置７５と係数
発生回路７７との間にアドレス切換回路８０が設けられ
ている。

【００２０】このアドレス切換回路８０は、例えば図１
０に示すように、モード選択信号（この実施例では、エ
ッジ強調モード，標準モード，グラフィックモード）に
応じて記憶装置７５からのアドレス信号を切り分けるモ
ードセレクタ８１と、エッジ強調モード選択時において
アドレス信号をエッジ強調モード用のアドレス信号に変
更するエッジ強調モード変更回路８２と、グラフィック
モード選択時においてアドレス信号をグラフィックモー
ド用のアドレス信号に変更するグラフィックモード変更
回路８３とを備え、標準モード選択時には入力アドレス
信号をそのまま出力するようになっている。また、この
実施例においては、上記係数発生回路７７の各係数デー
タは、標準モード領域の他に、エッジ強調モード領域及
びグラフィックモード領域に予め割付けられている。そ
して、標準モード領域に対するアドレスと、エッジ強調
モード領域あるいはグラフィックモード領域のアドレス
との間には一定のシフト関係が設定され、上記エッジ強
調モード変更回路８２あるいはグラフィックモード変更
回路８３でアドレス信号の加算あるいは減算を行うこと
により、各モードに対応したアドレス信号に変更され、
係数発生回路７７から変更されたアドレス信号に対応す
る係数データが劣化補正回路７６に出力され、原稿画像
が文字画像を中心とした対象に対しては、エッジ強調モ
ードで画像信号の劣化状態が補正され、あるいは、原稿
画像がグラフィック画像を中心とした対象に対しては、
グラフィックモード（全体的にぼかすモード）で画像信
号の劣化状態が補正されるようになっている。

【００２１】◎実施例３ 図１１は実施例３に係る補正回路６２を示す。実施例
１，２に係る補正回路６２は、いずれも結像性能評価用
パターン５０を各装置毎に読み取ることにより、結像性
能算出部７４にて結像性能情報を算出するようにしたも
のであるため、各装置毎に正確な結像性能情報を得るこ
とはできるが、装置構成が複雑化することは避けられな
い。これに対して、この実施例に係る補正回路６２は、
別の測定系で予め結像光学系の結像性能情報を予め測定
し、この測定データを記憶装置７５に格納するようにし
たので、結像性能評価用パターン５０、結像性能算出部
７４が不要になり、しかも、結像性能情報を得るための
処理工程も不要になり、その分、装置構成は簡略化され
る。

【００２２】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１記載
の発明によれば、結像光学系の画角方向の各位置におけ
る結像性能情報を考慮し、画像信号の劣化状態を補正す
るようにしたので、結像光学系に基づく画像劣化を適切
に補正でき、高品質の画像情報を得ることができる。特
に、請求項２記載の発明によれば、カラー画像読み取り
装置において、各色成分毎に結像光学系の画角方向の各
位置における結像性能情報を考慮し、画像信号の劣化状
態を補正するようにしたので、結像光学系に基づく画像
劣化を各色成分毎に適切に補正でき、高品質のカラー画
像情報を得ることができる。

【００２３】また、請求項３記載の発明によれば、結像
性能評価用パターンを読み取り、その読み取り情報に基
づいて結像性能情報を算出するようにしたので、各装置
毎の結像光学系の結像性能を正確に設定することがで
き、その分、画像劣化補正を寄り正確に実現することが
できる。更に、請求項４記載の発明によれば、公知の測
定系にて予め測定された結像性能情報をメモリ内に格納
しておき、メモリ内から結像性能情報を読み出すように
したので、装置構成を簡略化することができる。更にま
た、請求項５記載の発明によれば、エッジ強調モードや
グラフィックモード等の選択モードに応じて画像信号に
対する補正処理程度を段階的に変化させるようにしたの
で、画像再現に最適な状態で、画像劣化補正を行うこと
が可能になり、その分、画像品質をより向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る画像読み取り装置の構成を示
す説明図である。

【図２】 実施例１に係る画像読み取り装置の具体的構
成を示す説明図である。

【図３】 図２の平面図である。

【図４】 実施例１のイメージセンサを示す説明図であ
る。

【図５】 実施例１の結像性能評価用パターンの具体例
を示す説明図である。

【図６】 実施例１のイメージセンサの信号処理系を示
す説明図である。

【図７】 実施例１の補正回路の具体例を示す説明図で
ある。

【図８】 実施例１の補正回路の作動状態を示す説明図
である。

【図９】 実施例２の補正回路の具体例を示す説明図で
ある。

【図１０】 実施例２の補正回路の作動状態を示す説明
図である。

【図１１】 実施例３の補正回路の具体例を示す説明図
である。

【図１２】 結像光学系の結像性能例を示すグラフ図で
ある。

【図１３】 結像光学系の各色成分に対応する結像性能
例を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１…プラテン，２…原稿，３…照明用光源，４…結像光
学系，５…イメージセンサ，６…位置検知手段，７…色
成分検知手段，８…結像性能設定手段，９…劣化補正手
段，１０…切り換え選択手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラテン（１）上の原稿（２）面を照明
   用光源（３）にてスリット状に順次照射し、原稿（２）
   面からのスリット状反射光を結像光学系（４）にてライ
   ン状イメージセンサ（５）上に結像させ、原稿（２）画
   像を読み取るようにした画像読み取り装置において、上
   記イメージセンサ（５）で読み取られる画像信号のイメ
   ージセンサ（５）における走査方向（ｓ）位置を検知す
   る位置検知手段（６）と、この位置検知手段（６）にて
   検知された画像信号位置の結像光学系（４）の結像性能
   情報を設定する結像性能設定手段（８）と、この結像性
   能設定手段（８）にて設定された結像性能情報に応じて
   画像信号の劣化状態を補正する劣化補正手段（９）とを
   備えたことを特徴とする画像読み取り装置。
2. 【請求項２】 プラテン（１）上の原稿（２）面を照明
   用光源（３）にてスリット状に順次照射し、原稿（２）
   面からのスリット状反射光を結像光学系（４）にてライ
   ン状イメージセンサ（５）上に結像させ、原稿（２）画
   像を読み取るようにした画像読み取り装置において、上
   記イメージセンサ（５）で読み取られる画像信号のイメ
   ージセンサ（５）における走査方向（ｓ）位置を検知す
   る位置検知手段（６）と、上記イメージセンサ（５）で
   読み取られる画像信号の各色成分を検知する色成分検知
   手段（７）と、上記位置検知手段（６）にて検知された
   画像信号位置及び色成分検知手段（７）にて検知された
   色成分に対する結像光学系（４）の結像性能情報を設定
   する結像性能設定手段（８）と、この結像性能設定手段
   （８）にて設定された結像性能情報に応じて各色成分の
   画像信号の劣化状態を補正する劣化補正手段（９）とを
   備えたことを特徴とする画像読み取り装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のものにおいて、結
   像性能設定手段（８）は結像性能評価用パターンを読み
   取り、その読み取り情報に基づいて結像性能情報を算出
   するものであることを特徴とする画像読み取り装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は２記載のものにおいて、結
   像性能設定手段（８）は予め測定された結像性能情報を
   メモリ内に格納しておき、メモリ内から結像性能情報を
   読み出すものであることを特徴とする画像読み取り装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１又は２記載のものにおいて、劣
   化補正手段（９）は、切り換え選択手段（１０）の選択
   モードに応じて補正処理程度を段階的に変化されるもの
   であることを特徴とする画像読み取り装置。