JPS62207070A - イメ−ジセンサ出力補正装置 - 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】 〈発明の分野さ 本発明は、光源と、光学系と、イメージセンサと、これ
ら光源、光学系、イメージセンサの総合的な歪み特性を
画素ごとにデジタル的に補正する手段とを備えたイメー
ジセンサ出力補正装置に関する。

〈従来技術とその問題点〉 イメージセンサの出力は、光源、光学系あるいはイメー
ジセンサ自体の経時的変化、温度変化などによって影響
°を受ける。

この経時的変化、温度変化などに対するイメージセンサ
出力の補正をするのに、従来では、画像処理を行うたび
に原稿などの被検体の空白部分の色（バックグラウンド
カラー）を白補正の基準レベルとみなして、前記の補正
を行うように構成していた。

しかしながら、この場合、被検体が空白部分を有してい
なければならず、もし、空白部分を有しない被検体を対
象とすると誤動作が発生するという問題がある。

これとは別の補正方式として、特別に白補正基準板と、
この白補正基準板を読み取るセンサとをｒｌｉ’ｈ 設け、被検体を読み取る前に白補正基準板の色を読み取
り、その読み取ったデータに基づいて白補正を行うよう
にしたものがある。

しかしながら、この場合も、白補正基準板読み取りセン
サがイメージセンサとは別個に設けられ、かつ、これに
対応して白補正基準板が設けられているため、構造が複
雑化している。また、その特別に設けられたセンサによ
る読み取りがイメージセンサによる読み取りとは別個に
行われるため、多数の被検体を高速処理することがむず
かしい。

さらに、特別に設けられたセンサには、イメージセンサ
に対応した光学系と同等の光学系が設けられていないた
め、光源が受ける経時的変化、温度変化を検出できても
、イメージセンサに対応した光学系が埃の付着によって
受ける特性変化を検出できないので、誤動作が生じるお
それがある。

〈発明の目的〉 本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、被検体が空白部分を有していないものであっても補
正することができ、かつ、構造が比較的簡単で、しかも
画像処理を高速に行うことができるとともに、イメージ
センサに対応した光学系が埃の付着によって受ける特性
変化による影響をも補正することができるようにするこ
とを目的とする。

〈発明の構成と効果〉 〔構成〕 本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。

即ち、本発明は、 光源と、光学系と、イメージセンサと、これら光源、光
学系、イメージセンサの総合的な歪み特性を画素ごとに
デジタル的に補正する手段とを備えたイメージセンサ出
力補正装置において、前記イメージセンサを構成する複
数の受光素子のなかから選択された自動利得制御用受光
素子と、前記光学系を介して前記自動利得制御用受光素
子に対応する光軸上に配置された白補正基準部と、前記
イメージセンサの出力利得を、前記自動利得制御用受光
素子からの出力に基づいてこの自動利得制御用受光素子
の出力を一定に保持する状態に制御する自動利得制御手
段 とを備えたものである。

〔作用〕

この構成による作用は、次の通りである。

即ち、経時的変化や温度変化などがあった場合、白補正
基準部を検出する自動利得制御用受光素子の出力が基準
値から変化する。この場合、自動利得制御ｎ手段は、自
動利得制御用受光素子の出力を一定に保持する状態に、
イメージセンサの出力利得を制御する。従って、空白部
分をもたない被検体であっても誤動作を生じさせないで
すむ。

そして、自動利得制御用受光素子の出力は、イメージセ
ンサに対応した光学系を介して白補正基準部を検出した
ものであるから、前記の自動利得制御手段によって制御
されたイメージセンサの出力利得は、イメージセンサに
対応する光学系が埃の付着によって受ける特性変化によ
る影響をも補正した利得となる。

さらに、自動利得制御用受光素子は、イメージセンサを
構成する複数の受光素子のなかから選択されたものであ
るから、構造が複雑化することはなく、しかも、その自
動利得制御用受光素子による読み取りが高速に行われる
ことになる。

〔効果〕

以上のことから、本発明によれば、被検体が空白部分を
有していないものであっても、また、イメージセンサに
対応した光学系が埃の付着によって特性変化を受けた場
合であっても、所定の補正をすることができ、かつ、構
造が比較的簡単で、しかも画像処理を高速に行うことが
できるという効果が発揮される。

〈実施例の説明〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図および第２図は本発明の実施例に係り、第１図は
イメージセンサ出力補正装置の概略構成図、第２図はイ
メージセンサ出力補正装置のブロック回路図である。

第１図において、ｌはＬＥＤアレイなどを利用した光源
、２はロッドレンズで構成され、光源１に対向する状態
に配置された光学系、３はＣＣＤアレイなどを利用した
イメージセンサ、４は原稿とか紙幣などの被検体ｍまた
は全白補正用基準板ｍ′を通過させる検査経路である。

イメージセンサ３を構成する複数の受光素子のうち一端
にある受光素子が自動利得制御用受光素子３ａとされて
おり、その隣は受光機能を持たないダミービット３ｂと
なっている。

５は前記の光学系２を介して自動利得制御用受光素子３
ａに対応する光軸上に配置された白補正基準部であり、
この白補正基準部５は、検査経路４に相当する位置にお
いて常設されている。

このイメージセンサ出力補正装置は、透過型であり、光
［１とイメージセンサ３との間に光学系２が配置されて
いるとともに、白補正基準部５および検査経路４を通す
全白補正用基準板ｍ′は半透明となっている。

ダミーピッ）３ｂを設けであるのは、白補正基準部５．
光学系２を通って自動利得制御用受光素子３ａに入射す
る光がイメージセンサ３の本来の受光素子に入ることを
避けるためである。

第２図において、６はイメージセンサ３の次段の自動利
得制御回路、７はＡ／Ｄコンバータ、８は全白補正をす
る状態としない状態とに切り換えるコントローラである
。

９は第１セレクタ、１０は歪係数ＲＯＭ、１１は第２セ
レクタ、１２はＲＡＭ、１３は乗算器、１４は第３セレ
クタである。

第１セレクタ９は、コントローラ８からの出力が１１ｍ
のときは、Ａ／Ｄコンバータ７の出力データを歪係数Ｒ
ＯＭｌ０側に出力し、“Ｏ”のときは乗算器１３側に出
力するものである。歪係数ＲＯＭｌ０は、人力データに
対応した歪係数が多数格納されているもので、入力デー
タ（歪係数）をアドレスとしてそれに対応する歪補正係
数を第２セレクタ１１を介してＲＡＭ１２に出力するも
のである。

ＲＡＭ１２は、イメージセンサ３の各ビットごとの歪補
正係数を記憶するものである。第２セレクタ１１は、歪
係数ＲＯＭｌ０からＲＡＭ１２に対する入力と、ＲＡＭ
１２から乗算器１３に対する入力とを選択するものであ
る０乗算器１３は、第１セレクク９を介して人力したイ
メージセンサ３の出力データに、ＲＡＭ１２から入力し
た歪補正係数を乗算して歪みを補正するものである。第
３セレクタ１４は、乗算器１３からの出力データと、乗
算器１３を介さない第１セレクタ９からの直接の出力デ
ータとを選択して出力するものである。即ち、前者のデ
ータを外部機器に出力し、後者のデータを可逆カウンタ
１７に出力するものである。ここで、外部機器に出力す
るデータは、イメージセンサ３における本来の受光素子
からのデータであり、可逆カウンタ１７に出力するデー
タは、イメージセンサ３における自動利得制御用受光素
子３ａ（第１ビツト目）からのデータである。

以上のＡ／Ｄコンバータ７、コントローラ８゜第１セレ
クタ９．歪係数ＲＯＭｌ０．第２セレクタ１１、　　Ｒ
ＡＭ１２．乗算器１３および第３セレクタ１４が、発明
の構成にいう［光源１．光学系２．イメージセンサ３の
総合的な歪み特性を画素ごとにデジタル的に補正する手
段」に相当するビット補正回路１５を構成している。

１６は、イメージセンサ３における自動利得制御用受光
素子３ａからの出力と同期して可逆カウンタ１７を動作
させるタイミング回路、１８はＤ／Ａコンバータである
。可逆カウンタ１７は、第３セレクタ１４から出力した
自動利得制御用受光素子３ａの出力が基準値に対してオ
ーバーフローしたときにはカウントダウンし、オーバー
フローしないときにはカウントアツプするものである。

Ｄ／Ａコンバータ１８の出力は自動利得制御回路６に出
力され、自動利得制御用受光素子３ａの出力を常に一定
に保持する状態に自動利得制御回路６の利得を制御する
。即ち、タイミング回路１６．可逆カウンタ１７゜Ｄ／
Ａコンバータ１８および自動利得制御回路６が発明の構
成にいう自動利得制御手段１９を構成している。

次に、このイメージセンサ出力補正装置の全白補正の際
の動作を第３図のフローチャートに基づいて説明する。

ステップ＃１で全白補正を行うかどうかを判断する。Ｙ
ＥＳの場合、ステップ＃２に移行し、検査経路４に全白
補正用基準板ｍ′をセットする。

ステップ＃３でコントローラ８に全白補正信号を出力す
る。ステップ＃４で全白補正信号により自動利得制御回
路６の自動利得制御動作を禁止してその利得を一定に保
持する。ステップ＃５でクロックパルスＣＫをイメージ
センサ３．コントローラ８およびタイミング回路１６に
出力するとともに、スタートパルスＳＰをイメージセン
サ３およびタイミング回路１６に出力することにより、
ビット補正回路１５のＡ／Ｄコンバータ７にイメージセ
ンサ３からの出力を読み込む。ステップ＃３でコントロ
ーラ８に全白補正信号が入力されているため、第１セレ
クタ９に対してコントローラ８から“１”の信号が出力
されている。従って、Ａ／Ｄコンバータ７からの出力は
第１セレクタ９を介して歪係数ＲＯＭｌ０に読み込まれ
る。なお、第３セレクタ１４への出力はなく、自動利得
制御手段１９は動作しない。

ステップ＃６では、歪係数ＲＯＭｌ０において、イメー
ジセンサ３からの各ビットごとの入力データ（歪係数）
をアドレスとしてそれに対応する歪補正係数を求め、そ
の歪補正係数を第２セレクタ１１を介してＲＡＭ１２に
出力する。ステップ＃７でＲＡＭ１２はイメージセンサ
３の各ビットごとの対応した歪補正係数を記憶する。ス
テップ＃８で全白補正用基準板ｍ′を取り除く、ステッ
プ＃９で全白補正信号の出力を停止して自動利得制御回
路６による自動利得制御動作を開始させる。

ステップ＃１０では、コントローラ８に対する全白補正
信号の出力を停止する。これによって、コントローラ８
から第１セレクタ９への出力が“０ゝとなり、第１セレ
クタ９はＡ／Ｄコンバータ７の出力を乗算器１３偏に出
力する状態となる。

以上の全白補正は、工場段階で行ったり、ユーザーが定
期的に行ったりする。

ステップ＃１０の終了後、あるいは、ステップ＃１でＮ
Ｏと判断したときはステップ＃１１に移行する。以下、
第３図、第４図のフローチャートおよび第５図のタイム
チャートに基づいて説明する。

ステップ＃１１で被検体ｍを検査経路４において移動さ
せ、かつ、クロックパルスＣＫをイメージセンサ３．コ
ントローラ８およびタイミング回路１６に出力するとと
もに、スタートパルスＳＰをイメージセンサ３およびタ
イミング回路１６に出力することにより、イメージセン
サ３によって被検体ｍのイメージを読み取る。自動利得
制御回路６のアナログ出力Ａの波形は第５図のようにな
る。

ステップ＃１２で自動利得制御動作のサブルーチンを実
行する。このサブルーチンについては、後述する。

ステップ＃１３でイメージセンサ３における自動利得制
御用受光素子３ａ以外の受光素子からの出力データを、
自動利得制御回路６．Ａ／Ｄコンバータ７、第１セレク
タ９を介して乗算器１３に入力するとともに、ＲＡＭ１
２から出力された各ビットごとの歪補正係数を第２セレ
クタ１１を介して乗算器１３に入力する０乗算器１３で
は、イメージセンサ３からの入力データ（デジタルデー
タ）に歪補正係数を乗算してその入力データを各ビット
ごとに歪みのないデータＤ０〜Ｄいに補正し、第３セレ
クタ１４を介して外部機器に出力する。ステップ＃１５
で被検体ｍの読み徽りが終了したかどうかを判断する。

終了していなければ、ステップ＃１１にリターンし、ス
テップ＃１１〜＃１３を繰り返し実行する。終了したと
きは、フローを終了する。

以上によって、光源１．光学系２．イメージセンサ３の
総合的な歪み特性が入力データの各ビット（画素）ごと
にデジタル的に補正されるのである。

次に、イメージセンサ３における自動利得制御用受光素
子３ａからの第１ビツト目のデータにオーバーフローが
生じた場合の動作即ちステップ＃１２の自動利得制御動
作のサブルーチンを第４図のフローチャートおよび第５
図のタイムチャートに基づいて説明する。

イメージセンサ３における自動利得制御用受光素子３ａ
からの第１ビツト目のデータが人力されたとき、このデ
ータは乗算器１３を介さず、第１セレクタ９から直接第
３セレクタ１４を介して可逆カウンタ１７に入力される
。

可逆カウンタ１７において、ステップＳ１でタイミング
回路１６からの第１ビットタイミングパルスＴｂ、を入
力して第１ビツトにオーバーフローが生じたかどうかを
判断する。最初はオーバーフロー出力ＯＶＦがあるため
ステップＳ２に移行し、可逆カウンタ１７をマイナス１
（−１）カウントダウンする。ステップＳ４でＤ／Ａコ
ンバータ１８により可逆カウンタ１７のカウント値をＤ
／Ａ変換する。ステップＳ５でそのアナログカラントイ
直を自動利得制御回路６に出力し、自動利得制御回路６
の利得を１ランク減少させる。

ステップＳ６でカウントアンプがあったかどうかを判断
する。最初はＮＯと判断し、ステップＳ１にリターンす
る。以降、ステップ８１〜Ｓ６を何回か繰り返すと、そ
の間に第１ビツトのオーバーフローがなくなる。従って
、ステップＳ１からステップＳ３に移行し、可逆カウン
タ１７をプラス１（＋１＞カウントアンプし、ステップ
Ｓ４でＤ／Ａコンバータ１８により可逆カウンタ１７の
カウント値をＤ／Ａ変換する。ステップＳ５でそのアナ
ログカウント値を自動利得制御回路６に出力し、自動利
得制御回路６の利得を１ランク増加させる。

これにより、オーバーフローぎりぎりの利得となる。次
のステップＳ６でカウントアンプがあったかどうかの判
断がＹＥＳとなり、第３図のステップ＃１３に移行する
。

上記実施例は透過型のイメージセンサに関するものであ
ったが、本発明は、反射型のイメージセンサに適用した
ものも実施例として含む。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の実施例に係り、第１図は
イメージセンサ出力補正装置の概略構成図、第２図はイ
メージセンサ出力補正装置のブロック回路図、第３図は
全白補正の際の動作を説明するフローチャート、第４図
は実検査時の自動利得制御動作を説明するフローチャー
ト、第５図は第４図に対応したタイムチャートである。 １・・・光源 ２・・・光学系 ３・・・イメージセンサ ３ａ・・・自動利得制御用受光素子 ５・・・白補正基準部 １５・・・ビット補正回路 １９・・・自動利得制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と、光学系と、イメージセンサと、これら光
   源、光学系、イメージセンサの総合的な歪み特性を画素
   ごとにデジタル的に補正する手段とを備えたイメージセ
   ンサ出力補正装置において、前記イメージセンサを構成
   する複数の受光素子のなかから選択された自動利得制御
   用受光素子と、前記光学系を介して前記自動利得制御用
   受光素子に対応する光軸上に配置された白補正基準部と
   、前記イメージセンサの出力利得を、前記自動利得制御
   用受光素子からの出力に基づいてこの自動利得制御用受
   光素子の出力を一定に保持する状態に制御する自動利得
   制御手段 とを備えたイメージセンサ出力補正装置。