JPS63314959A

JPS63314959A - カラ−画像入力装置

Info

Publication number: JPS63314959A
Application number: JP62153129A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Hirota; 好彦廣田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1987-06-17
Filing date: 1987-06-17
Publication date: 1988-12-22

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】（産業上の利用分野）本発明は、カラー画像を３原色に分解して読み取り、そ
れぞれのカラーバランス補正を行なうことのできるカラ
ー画像入力装置に関する。

（従来技術）カラー画像入力装置は、光電変換素子とフィルタを用い
て、カラー画像を光の３原色（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び
青（Ｂ））に分解して読み取る。そして、光電変換素子
の各色のアナログ出力をＡ／Ｄ変換器を用いてディジタ
ル値に変換し、次にシェーディング補正とガンマ補正を
行った後、所定の方式で２値化する。こうして読み取ら
れたカラー画像のデータ出力装置（例えば、プリンタや
ＣＲＴ）に送られる。

一般に、カラー画像入力装置では、原稿の走査に用いる
光源（例えば、蛍光灯）の分光分布特性は、光の３原色
１１．Ｇ、Ｂの各波長における光強度のバランスが同じ
ではない。又、Ｒ，Ｇ、Ｈのフィルタ（例えば、光電変
換素子である１次元ＣＣＤセンサ面上に蒸着する）はＲ
，Ｇ、Ｂそれぞれについて、感度が同しではない。この
ため、ある一定の濃度を持つ白色パターンを読み取って
も、Ｒ，Ｇ、Ｂの各信号出力は一様でなく、例えば、Ｒ
：Ｇ：Ｂ＝５４：３の比率となる。このため、カラーバ
ランスの補正を行なう必要がある。

従来は、シェーディング補正回路を用いて、以上の信号
出力の違いを画素のばらつきとして、カラーバランス補
正を行なっていた。この場合、Ｒ２Ｏ，Ｂの順に順次入
力される光電変換素子の１ビツトのデータごとに補正を
行なう方式や、３原色Ｒ１Ｇ、Ｂごとにシェーディング
補正回路を設ける方式が一般的である。

（発明か解決しようとする問題点）ひとつのシェーディング補正回路を用いて、カラーバラ
ンスの補正を行なう方式では、シェーディング補正の範
囲を最大信号出力に対して、約３０〜４０％ぐらいの信
号出力まで補正できるようにする必要があるので、シェ
ーディング補正されたデータの信頼性が著しく低下する
。また、シェーディング補正回路はＲ，Ｇ、Ｂのすべて
の信号に対して、ひとつの同じ回路を用いており、シェ
ーディング補正回路中のＲＯＭ内のテーブルには、Ｒｌ
Ｇ、Ｂの各色に対しての補正データを入れておかねばな
らない。即ち、大容爪のデータを格納しておく必要が起
こるといった欠点が生じる。

又、３個のシェーディング補正回路を用いる方式は、回
路が大規模化するという欠点がある。

（発明の目的）本発明の目的は、カラーバランスの補正を増幅手段にお
いて行う新規なカラー画像入力装置を提供することであ
る。

（問題点を解決するための手段）本発明においては、カラーバランスの補正をシェーディ
ング補正回路で行わず、光電変換素子の出力信号を増幅
する増幅回路において行う。

即ち、本発明に係るカラー画像入力装置は、原稿の画像
をＲ，Ｇ、Ｈの光の３原色に分解して光電変換により読
み取るリニアイメージセンサ手段と、上記リニアイメー
ジセンサ手段に上り光電変換されたＲ、Ｇ、Ｂの３色の
アナログ信号をそれぞれ増幅する３個の増幅手段と、原
稿走査域の近傍に設けた均一な濃度の白色パターン板と
、原稿走査の前に上記リニアイメージセンサ手段によっ
て上記白色パターン板の濃度を読み取らせる走査制御手
段と、上記アナログ信号を、Ｒ，Ｇ、Ｂの各色について
増幅する前に、上記リニアイメージセンサ手段によって
読み取り出力された上記白色パターン板の各色出力値が
同一となるように、上記各増幅手段の増幅率をそれぞれ
個別に設定して上記３原色の画像信号の感度補正を行う
増幅率設定手段とを備えたことを特徴とする。

（作用）均一な濃度の白色パターンをカラー画像入力装置に読み
取らせたときに、Ｒ，Ｇ、Ｈのそれぞれについてリニア
イメージセンサ手段が光電変換を行なった信号の増幅器
の出力が、同じになるように調整することにより、カラ
ーバランスの調整を行（実施例）以下、添付の図面を参照して、本発明の詳細な説明する
。

第２図に、カラー画像入力装置の概略図を示す。

原稿面１は、蛍光灯などの３波長（Ｒ，Ｇ、Ｂ）の分光
感度を備える光源２によって照射され、反射光は、ロッ
ドレンズアレイ３によって、ＣＣＤセンサ４の受光面に
結像する。光源２、ロッドレンズアレイ３、ＣＣＤセン
サ４を含めた光学系は、矢印４０の方向に原稿面ｌを走
査し、ＣＣＤセンサ４によってライン状に結像された原
稿の光情報の光電変換を行なう。なお、原稿台の一端に
、ある基準濃度（本実施例では白色）を持つ基準パター
ン仮１ａを設け、カラーバランス補正に用いる。

第３図に、ＣＣＤセンサ４として用いられる密着型ライ
ンＣＣＤセンサの概略図を示す。図に示す通り、ＣＯＤ
センサチップ４　ａ、　４　ｂ、　４　ｃ、　４　ｄは
千鳥状に配列されている。各チップ４ａ〜４ｄは２５９
２個の有効読取画素数を持ち、Ａ４原稿を１６本／ｍｍ
の解像度で読み取ることができる。各チップにおける各
画素は、部分拡大図に示すように、主走査方向に対して
３分割されていて、それぞれＲｌＧ、Ｂの３原色のフィ
ルタが蒸着されている。チップ４ａ、４ｃとチップ４　
ｂ、　４　ｄの間には、４画素分のピッチＡ（４Ａ）に
相当する間隔が空けられている。

第４図にＣＣＤセンサチップ４８〜４ｄのデバイスブロ
ック図を示す。ＣＣＤセンサチップ４ａ〜４ｄは、それ
ぞれ、７個のラインシフトゲートＬＳ１〜ＬＳ、を備え
ていて、７ラインのデータを記憶できる。ラインシフト
ゲートＬＳ＋、ＬＳｚ、ＬＳ３、Ｌ　Ｓ　、、Ｌ　Ｓ　
６．Ｌ　Ｓ　、、Ｌ　Ｓ　７に印加されるパルスφＶ１
．φｖ３．φＶ３．φＶ４．φＶｓ、φｖ８．φｖ７の
タイミングにより、ＣＣＤチップ４　ａ、　４　ｃの信
号出力Ｏ８を４画素分の走査時間遅延させることで、同
一ラインの原稿情報を得る。

第５図に、カラー画像入力装置の機能ブロックの構成を
示す。ＣＣＤセンサ４によって光電変換された原稿ｌの
色情報は、まずアナログ処理部５で波形整形、及び信号
増幅ののち、８ビツトのディジタルデータに変換される
。次に、このディジタルデータは、シェーディング補正
部６で、ンエーディング補正及びγ補正が施され、マス
キング処理部７に伝達される。マスキング処理部７では
、Ｒ，Ｇ、Ｂの画像データをＣ，Ｍ、Ｙの印字データに
変換し、電気変倍部８で、印字データの画素密度の拡大
、縮小を決定する。そして、中間調処理部９で、ディザ
処理が施され、出力バッファ１０に１ラインごとに格納
される。出力バッファ１０は、ｌライン単位でビデオデ
ータをプリンタ等の外部装置に出力する。

また、シェーディング補正部６からのディジタル画像デ
ータはラインＲＡＭＩＩに格納され、それを中継して、
ＣＰＵ１２がデータを管理、制御している。ＣＰＵ１２
は後に説明するように、ラインＲＡＭＩＩの内容からカ
ラーバランスの設定を行なうだけでなく、コンピュータ
等の外部ホスト（図示せず）からの命令を受は付け、変
倍率及び画像エリアの設定を行ない、それぞれをアナロ
グ処理部５、電気変倍部８、出力バッファ１０に指令す
る。

第６図に、ＣＣＤセンサチップ４ａ〜４ｄによって光電
変換された画像データ出力ｏｓ、、ｏｓ、、。

Ｓ３．ＯＳ４の駆動タイミングを示す。各出力。ｓＩ。

ｏｓ、、ｏｓ３．ｏｓ、は、パ）ＩｉスＳＨ１，ＳＨｔ
、ＳＨ３゜Ｓ！（４によって有効信号出力の期間が互い
に重複しないように駆動されている。各チップでは、パ
／ｌ／スＳＨ１，５ＨＩＳＨ３，ＳＨ４が入力されると
、まず黒レベルの信号電圧（斜線部）、次いで有効信号
となる信号出力（白部）を出力することになる。

第７図は、各ＣＯＤセンサチップ４ａ〜４ｄがらの画像
信号出力Ｏ８Ｉ、ＯＳ、、ＯＳ３．ＯＳ、がディジタル
信号ＤＳに変換される過程を示すブロック図である。各
出力ＯＳ＋、ＯＳｔ、ＯＳｓ、ＯＳ４は、第６図で示さ
れたタイミングで、アナログスイッチ１３によって切り
換えられ、■ラインの信号出力ｏｓとなる。出力ＯＳｌ
、ＯＳｔ、Ｏ８３，ＯＳ−は、第４図に示されたパルス
Ｒ３に同期して出力されていて、出力Ｏ８は第８図に示
すような波形となる。即ち、出力ｏｓはＲ，Ｇ、Ｂの各
アナログ信号出力のシリアルな列となっている。又、そ
れぞれの出力はリセットノイズを含んでいる。第７図の
波形整形回路１４は上記リセットノイズを除去する働き
があり、第８図に示すような波形の信号出力ＡＳを出力
する。信号出力ＡＳは約６Ｖのオフセット電圧を持ち、
光強度に応じて負の方向に信号を出力する。ところで、
ＣＣＤセンサ４の飽和出力は、第９図に示すように、Ｒ
，Ｇ、Ｂ各信号ともに約ＩＶである。このため、信号出
力ＡＳと黒レベルホールド回路１５に保持された黒レベ
ル出力との差動増幅を行ない、出力ＡＳ’　に変換して
いる。ここでは、Ａ／Ｄ変換器１７のダイナミックレン
ジを考慮して、約２．５Ｖ以内に信号増幅を行なってい
る。この信号増幅の際、後で詳細に説明するように、カ
ラーバランスの補正を行う。

第９図では、クロック５−ＣＫによって信号ＡＳ′が、
Ａ／Ｄ変換器１７を通して、ディジタル信号ＤＳに変換
される様子を示している。Ａ／Ｄ変換器１７は、クロッ
ク５−ＣＫの“Ｈ”で入力データをサンプリングして、
“Ｌ”でホールドして、８ビツトのディノタル信号ＤＳ
に変換する。

第１図に、本発明の実施ブロック図を示し、第１Ｏ図に
、この回路のタイミングチャートを示す。

本発明の主要な構成は、Ｒ，Ｇ、Ｂに対応して計３段の
サンプルホールド回路２４ａ、２４ｂ、２４ｃが備えら
れ、これらサンプルホールド回路２４ａ。

２４ｂ、２４ｃはそれぞれ、増幅器２５ａ、２５ｂ、２
５ｃを介してＡ／Ｄ変換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃに一
対一に接続されている。又、黒レベルホールド回路３０
は増幅器２５ａ、２５ｂ、２５ｃにそれぞれ可変抵抗２
９を介して接続されている。

第８図に示すように、Ｒ，Ｇ、Ｈの３色のデータが順次
出力されてくる。この画像信号ＡＳは、波形整形回路１
４により波形整形されたアナログ画像信号ＡＳであり、
サンプルホールド回路２４ａ。

２４ｂ、２４ｃによって、クロック５−ＣＫ、、５−Ｃ
Ｋ、、５−ＣＫ３のタイミングに応じて、順次Ｒ９Ｇ、
Ｈの各画像信号にシリアル−パラレル変換される。即ち
、第１サンプルホールド回路２４ａはクロック５−ＣＫ
、の立ち上がりで、画像信号ＡＳのパターンをサンプリ
ングし、立ち下がりで、ホールドする。第２サンプルホ
ールド回路２４ｂ１第３サンプルホールド回路２４ｃも
同様にして、画像信号ＡＳのＧデータ、Ｂデータをホー
ルドする。クロック５−ＧＫ、、５−ＣＫ２，５−ＣＫ
３は、信号出力ＡＳの信号周波数と一致するクロック５
−ＣＫを３分周回路３１によって３分周されたクロック
を、画像信号ＡＳのタイミングに応じて遅延回路３２に
よって順次遅延させて発生させる。

（第１０図参照）。

こうして、画像信号ＡＳのＲ，Ｇ、Ｈの各データはパラ
レルに変換され、増幅回路２５ａ、２５ｂ、２５ｃにそ
れぞれ入力される。そこで、Ｒ，Ｇ、Ｂの各アナログ信
号出力と黒レベルホールド回路３０の出力との差動増幅
を行う。黒レベルホールド回路３０には、有効信号の出
力の前に出力される黒レベル出力がホールドされている
。この黒レベル出力は、第４図に示されているフォトダ
イオードＤ３７．Ｄ３８．・・・、Ｄ２７７、Ｄ２７８
．・・・、Ｄ５５８、Ｄ５７１の出力である。これらの
フォトダイオードはマスクされていて、それ故、光電変
換において光が当たらない時の黒レベルが出力される。

そして、この黒レベル出力は各増幅回路２５ａ、２５ｂ
、２５ｃのオフセット電圧となっていて、あらかじめ、
可変抵抗２９の調整により０■に設定されて各増幅回路
２５ａ、２５ｂ、２５ｃに入力される。

又、可変抵抗２８ａ、２８ｂ、２８ｃは増幅率を変え、
カラーバランスを調整するためのものである。可変抵抗
２８ａ、２８ｂ、２８ｃの抵抗値を調整し、白色パター
ンのように濃度が一様な原稿を読み取ったとき、Ｒ，Ｇ
、Ｂの各信号出力ＡＳ−Ｒ’　、ＡＳ−Ｇ′、ＡＳ−Ｂ
′が同じになるように設定を行う。

Ａ／Ｄ変換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃは、それぞれ、Ｒ
，Ｇ、Ｈの各アナログ信号を８ビツトのディジタル・デ
ータＤＳ−Ｒ，ＤＳ−Ｇ、ＤＳ−Ｂに変換する。変換の
タイミングは、クロック５−ＣＫ、〜Ｓ　　ＣＫｅに従
い、各クロックの立ち上がりでサンプルし、立ち下がり
でホールドするため、各アナログ信号の安定期間にクロ
ック５−ＣＫ、〜ＳＣＫ　ｅのタイミングを合わせてい
る。

又、Ａ／Ｄ変換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃの基準電圧の
下限ＶＲＥＦ（−）は、信号出力ＡＳ−Ｒ′。

ＡＳ−Ｇ′、ＡＳ−Ｂ′の最大値よりもやや高めに設定
している。

第１図の実施例においては、Ａ／Ｄ変換器２６ａ、２６
ｂ、２６ｃのＶＲＥＦ（＋）を同じにしているが、独立
して設定できるようにしてらよい。そうすれば、増幅率
の設定と組み合わせることによるカラーバランスの補正
が行える。この場合は、イメージセンサや光源の製造ば
らつきによって、カラーバランスが異なるとき、増幅率
を変動させなくても、Ａ／Ｄ変換器２６ａ〜２６ｃのＶ
ＲＥＦ（＋）値を、各信号毎に設定しても良い。又、増
幅率とＡ／Ｄ変換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃのＶＲＥＦ
（＋）値の設定を組み合わせることで、より細かい設定
ができる。

以上の実施例においては、増幅回路２５ａ、２５ｂ、２
５ｃの増幅率や、へ／Ｄ変換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ
のリファレンス電圧ＶＲＥＦ（＋）、ＶＲＥＰ（−）の
設定は、Ｒ，Ｇ、Ｂの各信号によって異なる値を、任意
にとるようにすることができるような手段を用いれば良
い。

以上の様にカラーバランスの補正をＡ／Ｄ変換の前段で
行なうので、次に述べるシェーディング回路でカラーバ
ランスの補正を行う必要がない。

第１１図にシェーディング補正部６のブロック図を示す
。シェーディング補正は次の方法がよく用いられる。

まず、画像入力装置の光学系に、ある基準濃度（例えば
白色）を持つ基準パターン板１ａを走査させ、その結果
得られた信号データをシェーディングデータとして、Ｒ
ＡＭに格納する。そして、別の原稿を走査する際、ライ
ンごとに走査して得られた画像信号と同期して、ＲＡＭ
内のシェーディングデータを読み出し、予め、シェーデ
ィング補正のためのテーブルを格納しているＲＯＭを、
シェーディングデータと画像信号データとをアドレスと
して、テーブル索引することで、°データの補正を行な
う。以下、第１Ｌ図について説明する。

クロックＣＫ−Ｂはディジタル画像信号ＤＳに同期して
いるドツト周期を持ったクロックである。

基準パターンを走査したとき、第２ラッチ回路１９は動
作し、クロックＣＫ−Ｈによってカウンタ回路２３はア
ドレスを発生し、第２ラッチ回路１９にラッチされたシ
ェーディングデータをＲＡ　Ｍ２１に格納する。ＲＡＭ
２１は主走査ｌライン分の８ビツトデータを格納できる
容量を持つ。原稿を走査するときは、読み出しのモード
に切り換え、第２ラッチ回路１９は動作しない。そして
、信号ＤＳは第１ラッチ回路１８を通してＲＯＭ２２に
アドレスとして入力される。一方、ＲＡＭ２１から読み
出されたシェーディングデータは、信号ＤＳとの同期を
とるために第３ラッチ回路２０を通して、ＲＯＭ２２に
入力される。ＲＯＭ２２はあらかじめシェーディング補
正のデータをもつテーブルを格納しており、信号ＤＳと
シェーディングデータとをアドレスとして索引を行ない
、次段の処理部７へ画像データを出力する。

カラー原稿を読み取る場合、上記のシェーディング補正
方法では、カラーバランスの調整をシェーディング補正
と同時に行わないので、シェーディング補正された信号
の信頼性が向上し、シェーディング補正部６のＲＯＭ２
２のテーブル容量が大きくならない。

（発明の効果）光電変換により得られたアナログ信号を処理し増幅する
段階でカラーバランスの補正を行うことがてきる。その
結果、シェーディング補正のデータの信頼性が向上する
。

又、シェーディング補正においてカラーバランスの補正
を行わないので、シェーディング補正回路内での補正範
囲は、従来の白黒原稿を読み取る場合と、同じで済み、
ＲＯＭのテーブル容量は増加させずに済む。従って、補
正された信号の信頼性は低下させずに済む。

【図面の簡単な説明】

第１図は、カラー画像入力装置における本発明の実施例
のサンプルホールド回路、差動増幅回路、Ａ／Ｄ変換器
のブロック図である。第２図は、カラー画像入力装置の概略図である。第３図は、密着型ラインＣＣＤセンサの概略図である。第４図は、ＣＣＤセンサチップのデバイスブロック図で
ある。第５図は、カラー画像入力装置の機能ブロック図である
。第６図は、ＣＣＤセンサの画像信号の駆動タイミングを
しめずタイミングチャートである。第７図は、ＣＣＤセンサのアナログ信号をディジタル信
号に変換するアナログ処理部のブロック図である。第８図は、第７図の波形整形回路の入力と出力の波形図
である。第９図は、クロック５−ＣＫによって信号ＡＳ′が、Ａ
／Ｄ変換器１７を通して、ディジタル信号ＤＳに変換さ
れる様子のタイミングチャートである。第１Ｏ図は、第１図のタイミングチャートである。第１１図は、シェーディング補正回路のブロック図であ
る。ｌ・・・原稿面、１ａ・・・白色基準板、２・・・光源
、３・・・ロッドレンズアレイ、４・・・ＣＯＤセンサ
チップ、２４ａ、２４ｂ、２４ｃｍ＝サンプルホールド
回路、２５ａ、２５ｂ、２５ｃｍ増幅回路、２６ａ。２６　ｂ、　２６　ｃ−Ａ／　Ｄ変換器、２７ａ、２７
ｂ、２７　ｃ−抵抗器、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２９
・・可変抵抗器、３０・・・黒レベルホールド回路。特許出願人　　　ミノルタカメラ株式会社代　　理　　
人　弁理士　前出　　葆ほか２名第２図第８図ｔＲＩ　　　　　　ＩＧｌ　　　　　１８１　　　　　
１ＲＩ　　　　　　ＩＧｌ　　　　　　ＩＢ＋菟９図ＤＳ　　　　　　　　　’Ｒ’ＧＢＲＧＢＲＧ菓１１図２７ａ、２７ｂ、２７ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）原稿の画像をＲ、Ｇ、Ｂの光の３原色に分解して
光電変換により読み取るリニアイメージセンサ手段と、上記リニアイメージセンサ手段により光電変換されたＲ
、Ｇ、Ｂの３色のアナログ信号をそれぞれ増幅する３個
の増幅手段と、原稿走査域の近傍に設けた均一な濃度の白色パターン板
と、原稿走査の前に上記リニアイメージセンサ手段によって
上記白色パターン板の濃度を読み取らせる走査制御手段
と、上記アナログ信号を、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色について増幅す
る前に、上記リニアイメージセンサ手段によって読み取
り出力された上記白色パターン板の各色出力値が同一と
なるように、上記各増幅手段の増幅率をそれぞれ個別に
設定して上記３原色の画像信号の感度補正を行う増幅率
設定手段とを備えたことを特徴とするカラー画像入力装
置。