JPS61121565A - カラー画像読取装置 - 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】 く技術分野〉 本発明は、カラー読み取り装置に関し、例えば、カラー
スキャナ等に利用されるものである。

〈従来技術〉 従来、カラー読み取りについては、 １）白色光源と赤、緑、青の３原色の各フィルタ及びそ
れぞれに対応した３個のセンサによる方法、２）複数の
密着型センサの各々の上に、赤フィルタ、緑フィルタ、
青フィルタ、赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタ、赤
フィルタ、・・・というように順次に赤、緑、青のフィ
ルタを設置する方法、等が提案されているが、現時点で
実用化されているのは、１）の方法による大形ドラム式
のカラースキャナのみである。

しかし、本出願人は、既に、赤、緑、青の螢光灯を順次
に点滅させて、単一のセンサによりカラー読み取りを行
なう装置を提案している。

〈発明の目的〉 本発明は、上述のカラー読み取り方法において、１）ホ
ワイトバランス法、２）螢光灯の点灯後の出力変化によ
る読み取り精度劣化を防止する方法、３）赤、緑、青の
強調または抑制による色相調整の方法を実行するように
したカラー読み取り装置を提供することを目的とする。

〈発明の構成〉 本発明においては、赤、緑、青の３原色の螢光灯を順次
に発光させ、この発光の原稿に対する反射光を単一のＣ
ＣＤセンサで受けてカラー読み取りを行なう装置におい
て、上記赤、緑、青の各螢光灯の発光期間及び上記ＣＣ
Ｄセンサの光エネルギの積分期間を、上記赤、緑、青の
各発光の白色材に対する反射光を受けるＣＣＤセンサの
出力レベルに応じて変える手段を備え、上記赤、緑、青
の螢光灯の発光エネルギに対応した上記ＣＣＤセンサの
出力レベルをほぼ同一にしたことを特徴とする。

〈実施例〉 第２図は、カラー読み取り装置の光学系の概略構成を示
す、カラー原稿１にガラス台２を介して赤、緑、青の３
個の螢光灯３．４．５の各々の発光が順次に照射され、
この反射光がミラー６、レンズ７を経てＣＣＤセンサ８
に入射する。

基準白色部９は、カラー原稿工の読み取りを行なう前に
、赤、緑、青の螢光灯３．　４．　５の発光のこの基準
白色部９における反射光をＣＣＤセンサ８に与えて、後
述するホワイトバランス法を行なうためのものである。

この基準白色部９は可視光領域で良く可視光を（１００
％近く）反射し、可視光領域の反射率が一様であるよう
な材質が選定される。なお、基準白色部９は、図示しな
いパルスモータにより駆動されて読み取り位置へ移動可
能である。

第３図は同一条件で赤、緑、青の螢光灯３．４゜５を発
光させ、基準白色部９で反射してＣＣＤセンサ８に到達
した光の波長に対する相対強度の一例を示し、Ｒが赤色
光、Ｇが線色光、Ｂが青色光の各々の反射強度である。

第４図は第３図と同じ波長域におけるＣＣＤセンサの分
光感度特性を示す。この第３図と第４図から明白なよう
に、同一条件で赤、緑、青の螢光灯を順次に点滅した場
合に、例えば、青の螢光灯の発光に対するＣＣＤセンサ
の出力が最も太き（、赤の螢光灯の発光に対するＣＣＤ
センサの出力が最も小さい。すなわち、同一の発光条件
では、ＣＣＤセンサの出力はそれぞれ同一にはならない
。

このように、赤、緑、青の各螢光灯の発光強度やＣＣＤ
センサの赤、緑、青の各波長域における感度の違い、あ
るいは、赤、緑、青の各螢光灯の読み取りラインへの光
の照射角度の違いなどにより、各色相におけるＣＣＤセ
ンサの出力データのＡＤ変換精度が異なり、カラー読み
取りの精度を低下させることになる。

この対策として、本発明では、ホワイトバランス法を実
行する。さらに、本発明では、螢光灯の点灯後の出力変
化による読み取り精度の劣化を防ぐとともに、赤、緑、
青の色相強調または抑制により色相調整を容易に行なえ
るようにする。

第１図は、カラー読み取り装置の構成を示す。

点灯回路１１は、制御回路１０からの点灯信号ＲＦＬ、
ＧＦＬ、ＢＦＬに応じて、各信号が１１”である期間界
、緑、青の螢光灯３．　４．　５をそれぞれ点灯させる
。ＣＣＤセンサ８は、゛第５図に示すように、Ｎ個の受
光素子Ｓ１ないしＳＮからなるセンサ部２２と、Ｎビッ
トのアナログシフトレジスタ２３とが、転送ゲート２４
を介して接続される。このＣＣＤセンサ８は、制御回路
１０からのパルス信号φ丁、φｌ、φ２．φＲによって
駆動され、出力バッファ２５の出力信号ｖ□がサンプル
ホールド回路１２に入力される。第６図は信号φＴ、φ
ｌ、φ２．φＲ，ＶＯ、サンプルホールド信号ＳＨ，サ
ンプルホールドした後のＣＯＤ出力ＶＯのタイミングチ
ャートを示す。ＣＣＤセンサについては、公知であるの
で、詳しくは説明しない。

ＡＤコンバータ１３は、ビット長Ｋを例えば８とすると
、ＤＡコンバータ１４から与えられる基準電圧ｖ七を２
５５　（−２−１）とし電圧ＯｖをＯとして、サンプル
ホールドしたＣＯＤ出力ＶＯを２５５段階にＡＤ変換す
る。また、１ｆｏｌ≧ＩＶｉｗｌのときは、ＡＤコンバ
ータ１３の出力は、常に２５５　（＝ＦＦ＋）である。

また、び０≦０である。ＤＡコンバータ１４は制御回路
１０からの制御信号Ｔ（社）が“１”の　ときは、出力
Ｖｇｐ（ｎ）は−２ｖで固定である。制御信号ＴＳＨＤ
が“Ｏ”のときは、 である。ここで、　Ｉ）ｔ　　（ｎ）　、　　（灸＝０
．・・・、７）は、シェーディングメモリ１５から送ら
れるＣＣＤセンサ８のｎ番目のエレメントの８ビツト２
進データである。

シェーディングメモリ１５は、赤、緑、青の螢光灯３．
　４．　５のそれぞれの発光による基準白色部９の反射
光に対するサンプルホールドしたＣＣＤ出力ｖｏがＡＤ
変換された３ｘＮＸＫ　（−８）ビットの２進データを
記憶し、それぞれＮＸＫ　（−８）ピントのＲメモリ１
６、Ｇメモリ１７、Ｂメモリ１８よりなる。このシェー
ディングメモリ１５には、制御回路１０からリードライ
ト信号Ｒ／Ｗとメモリセレクト信号３１．Ｓ２が与えら
れる。

メモリセレクト信号ＳＬ、Ｓ２がともに“Ｏ”のときは
Ｒメモリ１６が選択され、信号Ｓ１が１”で信号Ｓ２が
“０′″のときはＧメモリ１７が選択され、信号Ｓ１が
“０”で信号Ｓ２が“１”のときはＢメモリ１８が選択
される。このシェーディングメモリ１５は、赤、緑、青
の螢光灯３，４゜５の管長方向の光量のばらつき、レン
ズ７による光量のばらつきあるいはＣＣＤセンサ８の感
度のばらつき等を総合的に補正する処理のために用いら
れる。

ピーク値検出回路１９゛は、第７図に示すように、ＡＤ
変換されたＣＯＤ出力υ０の８ビツトデータをＡ入力に
受け、制御回路１０からの８ビツトの比較データをＢ入
力に受ける。そして、その出力信号Ｓ。、−よ、Ａ入力
、Ｂ入力のそれぞれの２進デＢ入力のとき“Ｏ″である
。

パルスモータドライブ回路２０は、紙送り用のパルスモ
ーク２１を駆動する。そして、制御回路１０からの信号
Ｆ／Ｂが“１″のとき前進させ、信号Ｆ／Ｂが“０″の
とき後退させる。また、制御回路１０からのステップ送
り信号ＰＭＳＴＰの一度の立ち上がりで、パルスモータ
２１は１ステップ回転する。この紙送りについては、本
発明とは無関係であるので、説明は省略する。

第８図は基準白色部９の反射光に対するＣＯＤ出力ｙｏ
の赤、緑、青の各補正データをシェーディングメモリ１
５に書き込んだ後、リードライト信号Ｒ／Ｗを“１″と
して、カラー原稿１の読み取り動作を行なうときのタイ
ミングチャートを示す。ここで、赤、緑、青についての
読み取りの周期Ｔ５うは、７つの期間ＴＲＩ、ＴＲ２，
Ｔ’ｃｔ。

Ｔｃ　２１　　ＴＢＩ　＋　　Ｔｅ　２１　　ＴＷＡＩ
７より成る＊　ＴＲｌ　。

ＴＧＩ、ＴＢＩはＣＣＤセンサ８において光エネルギを
積分する期間、ＴＲ２，Ｔｅ２．ＴＲ２はＣＣＤ出力ｖ
Ｏ１−ＡＤ変換する期間、Ｔｌｖ、ｌＩＴはこのカラー
読み取り装置に接続される外部機器（例えば、ミニコン
ピユータ又はパーソナルコンピュータ）との゛データの
伝送時間を合せるための待ち時間及び赤、緑、青の螢光
灯３，４．５の発光強度のばらつきを吸収するために設
けられた調整用時間である。

なお、１）螢光灯点灯初期の点灯状態が不安定であるた
め、各点灯信号をＣＣＤの積分期間の開始より時間Ｔｏ
だけ前から出力する。２）積分期間中はＣＣＤ内のアナ
ログシフトレジスタに漏れ込む光により発生する電荷の
影響を除くため、通常のクロック周波数ｆＱより高い周
波数４ｆｏでＣ’ＣＤのアナログシフトレジスタを駆動
する。３）２）の理由により、本来の色情報を含んだ電
荷と異なる色の螢光灯の発光による電荷が混じる（混色
）のを防ぐために、本来の色情報のＣＣＤ出力をＡＤ変
換する期間は螢光灯の発光を停止する。

の以上の３点について、本出願人は既に特許出願を行な
っている。

以下、赤、緑、青の発光の基準白色部９での反射光に対
するＣＣＤ出力ＶＯの均一化、及び、シェーディングメ
モリ１５への補正処理後のＣＣＤ出力ＶＯの波形データ
すなわちシェープイン波形形データの書き込みについて
説明する。まず、手順順として、 イ）周期Ｔ−の決定、 口）パルスモータを駆動して基準白色部９を読み取り位
置へ移動、 ハ）赤の螢光灯の発光期間の決定、 二）赤のシェーディング波形データのＲメモリ１６への
書き込み、 ホ）緑の螢光灯の発光期間の決定、 へ）緑のシェーディング波形データのＧメモモリ１７へ
の書き込み、 ト）青の螢光灯の発光期間の決定、 チ）青のシェーディング波形データのＢメモモリ１８へ
の書き込み、 す）赤、練、青の螢光灯の順次点滅開始、となるが、上
述のハ）、二）について第９図のタイミングチャートと
第１図にもとづいて説明する。

この場合、ＤＡコンバータ１４に与えられる制御信号Ｔ
卸は１１″であり、ＡＤコンバータ１３に与えられる基
準信号ＶＲＥＦは一２ｖに固定される。

また、ピーク値検出回路１９のＢ入力に与えられる比較
データは、約−１，７２５ｖに相当する２２０（−ＤＣ
ｓ）である。なお、この比較データを２５５（＝ＦＦｓ
）としないのは、後述する色相強調を行なうためである
。

次に、赤の反射光エネルギの積分期間ＰＲ（第８図）を
決定するのであるが、先ず、赤の螢光灯３の点灯信号Ｒ
ＦＬが時間Ｔｏと予じめ設定された最大の積分期間ＰＭ
ＡＸの１／２の和の期間出力され、赤の螢光灯３がこの
期間発光する。このときのＣＣＤ出力ＶＯは２２０（約
−１，７２５Ｖ）に満たないので、ピーク値検出回路１
９の出力信号５ａｖｅｌＬは“０″である。したがって
、次の走査では積分期間はＰ　ＭＡＸ／　２　＋　Ｐ　
ｙ／　４となり、これに対応したＣＯＤ出力ＶＯのピー
ク値が２２０（約−１，７２５Ｖ）を越すので、信号Ｓ
叱は“１”となる。この結果、次の走査では積分期間は
Ｐ　ＭＡＸ／　２　＋　Ｐ　ＭＡＸ／４−　Ｐ　ＭＸ／
　８となる。このような一連の判定動作を８回繰り返し
、ＣＯＤ出力′Ｕｏのピーク値をほぼ２２０　（約−１
，７２５ｖ　）近づけた段階で、シェーディングメモリ
１５のＲメモリ１６ヘシエーデイング波形データを書き
込む。

上述のようにして、赤の反射光エネルギの積分期間ＰＲ
を決定し、ＣＣＤ出力び０のピーク値が約−１，７２５
ｖの状態でシェーディングメモリ１５のＲメモリ１６ヘ
シエーデイング波形データを書き込む。そして、同様の
方法で、緑の反射光エネルギの積分期間ｐｃの決定とシ
ェーディング波形データのＧメモリ１７への書込み及び
及び青の反射光エネルギの積分期間Ｐａの決定とシェー
ディング波形データのＢメモリ１８への書込みを行なう
。

以後、固定された発光期間で赤、緑、青の螢光灯３．４
．５の順次点滅を行なうのであるが、本発明では直ちに
カラー読み取りの動作を行なわない。この理由は、螢光
灯の点滅開始直後の発光出力と点滅開始より数分後の発
光出力とでは、点滅による螢光灯自身の温度変化等によ
り、レベル及び波形が若干具なり、その結果、第１０図
に示すように、ＣＯＤ出力ＶＯのレベルと波形が異なる
からである。本発明では、数秒ないし数十秒の間上記状
態で順次点滅動作を続け（この期間をＴｔＦ：Ａ９’ｌ
とする）、それ以後、再び赤、緑、青の発光期間の決定
動作と、シェーディングメモリ１５のリフレフシュを行
なってから、カラー読み取り動作に入る。なお、この期
間Ｔに＾９ｘは、カラー原稿１の大きさ等により、カラ
ー読み取り装置自体で決定してもよいし、接続される外
部機器（ミニコンピユータ、パーソナルコンピュータ等
）により指示されるようにしてもよい。また、カラー原
稿１が小さく、カラー読み取りが短時間で終了する場合
には、１回の赤、緑、青の発光期間の決定の後、直ちに
カラー読み取り動作に入ってもよい。カラー読み取り動
作に入ると、制御信号Ｔ％が“０”になり、リードライ
ト信号Ｒ／Ｗが“１”になる。

上述の一連の動作フローを第１１図に示す。

以上は、いわゆるホワイトバランスを取ってカラー読み
取りを行なうときの手順であるが、以下では、ホワイト
バランスをくずした状態、つまり赤、緑、青の色相強調
を行なってカラー読み取りを行なう場合について説明す
る。

先ず、制御信号Ｔ（社）が“１°でピーク値検出回路１
９には比較データとして約−１，７２５ｖに相当する２
２０　（＝ＤＣｓ）が与えられ、赤、緑、青の発光期間
を決定し、各々のＣＣＤ出力′ＵＯのピーク値が約−１
，７２５Ｖの状態で、赤、緑、青のシェーディング波形
データをシェーディングメモリ１５に書き込む。

次に、赤を弱める場合は、再度、ピーク値検出回路１９
に比較データとして例えば約−１，５７ｖに相当する２
００　（＝ＣＢ＋）を与え、赤の発光期間を第９図にお
ける手順により再度決定する。しかし、このときにはシ
ェーディングメモリ１５のＲメモリ１６への再書き込み
は行なわない。このようにして決定された赤、緑、青の
発光期間にもとづいてカラー読み取りを行なうと、赤を
弱めたつまり緑と青を強調したカラー読み取りが行なえ
る。この場合のカラー読み取りにおけるＣＣＤ出力ＶＯ
とＡＤコンバータ１３に与えられる基準電圧Ｖ２ＥＦの
関係を第１２図に示す、また、赤を強調する場合には、
ピーク値検出回路１９の比較データとして例えば約−２
ｖに相当する２５５（＝ＦＦＨ）を与え、上述と同様に
、赤の発光期間を決定してカラー読み取りを行なう。こ
の場合のＣＣＤ出力ＵＯと基準電圧■廚の関係を第１３
図に示す。

第１４図はこの色相強調の場合の動作フローを示す。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明においては、赤、緑、青の
螢光灯の順次点滅と単一のＣＣＤセンサによるカラー読
み取り装置において、各々の螢光灯の発光強度、読み取
りラインへの光の照射角度の違い、あるいはＣＣＤセン
サの赤、緑、青の各波長域での感度の違いなどを、各々
の螢光灯の発光期間と各々の発光に対するＣＣＤセンサ
の光エネルギの積分期間をともに変化させて補正するこ
とにより、各々の螢光灯の発光エネルギに対応したＣＣ
Ｄセンサの出力レベルを同一にするようにしたから、赤
、緑、青の発光に対するＣＯＤ出力データのＡＤ変換精
度をぼぼ同一にすることができ、カラー読み取りの精度
を高めることができる。

また、螢光灯の発光の時間変化を考慮して、カラー読み
取り動作に移る前に、２回の発光期間の決定とシェーデ
ィングメモリへのシェーディング波形データの書き込み
を行ない、なお且つ、１回目と２回目の間に螢光灯の発
光の安定化のために、赤、緑、青の順次点滅の準備期間
Ｔｇｅｒｕｌを設けたことにより、安定なカラー読み取
りが実現できる。

さらに、本発明ではシェーディングメモリへ書き込みを
行なった時点の螢光灯の発光期間に対して実際のカラー
読み取りのときの発光期間を変えることにより、容易に
赤、緑、青の色相強調によるカラー読み取りが行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構成を示すブロック図、第２図
は本発明実施例のカラー読み取り装置の光学系の概略構
成を示す図、第３図は３原色の相対反射強度特性を示す
グラフ、第４図はＣＣＤセンサの分光感度特性を示すグ
ラフ、第５図はＣＣＤセンサの構成を示すブロック図、
第６図はＣＣＤセンサの動作タイミングチャート、第７
図は第１図の部分詳細ブロック図、第８図は本発明実施
例のカラー読み取りの動作タイミングチャート、第９図
は本発明実施例の動作タイミングチャート、第１０図は
本発明実施例のＣＣＤ出力の波形図、第１１図と第１４
図は本発明実施例の動作フローチャート、第１２図と第
１３図は本発明実施例のＣｃＤ出力′ＵＯと基準電圧Ｖ
　ＲＥＦの関係を示す波形図である。 １・・・カラー原稿 ３．４，５．・・・螢光灯 ８・・・ＣＣＤセンサ ９・・・基準白色部 １０・・・制御回路 １１・・・点灯回路 １２・・・サンプルホールド回路 １３・・・ＡＤコンバータ １４・・・ＤＡコンバータ １５・・・シェーディングメモリ １９・・・ピーク値検出回路 特許出願人　　　シャープ株式会社 代　理　人　　弁理士　　西１）　新 第２図　　　　　　　　　　　第５図 娠　３−−−−ｎ 誠ゑ 側御１戟 第１０図 第１４図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）赤、緑、青の３原色の螢光灯を順次に発光させ、
   この発光の原稿に対する反射光を単一のＣＣＤセンサで
   受けてカラー読み取りを行なう装置において、上記赤、
   緑、青の各螢光灯の発光期間及び上記ＣＣＤセンサの光
   エネルギの積分期間を、上記赤、緑、青の各発光の白色
   材に対する反射光を受けるＣＣＤセンサの出力レベルに
   応じて変える手段を備え、上記赤、緑、青の螢光灯の発
   光エネルギに対応した上記ＣＣＤセンサの出力レベルを
   ほぼ同一にしたことを特徴とするカラー読み取り装置。
2. （２）上記赤、緑、青の螢光灯の各々の発光期間は、上
   記ＣＣＤセンサの積分期間より大であり且つこの積分期
   間を含む特許請求の範囲第１項記載のカラー読み取り装
   置。
3. （３）原稿の読み取り動作の前に、上記赤、緑、青の螢
   光灯の第１の発光期間の決定を行なった後、所定の期間
   上記螢光灯の点滅を行ない、その後、上記螢光灯の第２
   の発光期間の決定を行なうとともに、このときの赤、緑
   、青の発光に対するシェーディング波形を記憶する特許
   請求の範囲第１項記載のカラー読み取り装置。
4. （４）原稿の読み取り時に上記発光期間とは異なる発光
   期間で上記赤、緑、青の螢光灯のいずれかを発光させて
   色相強調を行なう特許請求の範囲第１項記載のカラー読
   み取り装置。
5. （５）外部機器とのデータ伝達のタイミングを調整する
   ため及び上記赤、緑、青の螢光灯の発光強度のばらつき
   を吸収するための調整用時間を設けた特許請求の範囲第
   １項記載のカラー読み取り装置。