DE4013404A1

DE4013404A1 - Bildlesevorrichtung

Info

Publication number: DE4013404A1
Application number: DE19904013404
Authority: DE
Inventors: Noriko Tanaka; Yoshihiro Nagata
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-04-26
Filing date: 1990-04-26
Publication date: 1990-11-15
Also published as: CA2015426A1; GB2232844A; GB2232844B; GB9008235D0; CA2015426C; DE4013404C2

Description

1. Erfindungsgebiet

Die Erfindung betrifft eine automatische Verstärkungsregelung einer Bildlesevorrichtung, die einen Zeilenbildsensor verwendet.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Fig. 4 ist eine schematische perspektivische Darstellung, die eine bekannte Bildlesevorrichtung angibt, wie sie beispielsweise in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. Sho-63-3 16 567 angegeben ist. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 11 einen Zeilenbildsensor mit einer Mehrzeilenanordnung zum Lesen eines Bildsignals; 12 eine Lichtquelle; 13 eine Stablinsenanordnung; 14 ein Original und 15 eine Bildweiß-Bezugsplatte, die am Körper der Vorrichtung in einer neben dem Original 14 liegenden Stellung befestigt ist.

Dabei ist der verwendete Zeilenbildsensor 11 ausreichend lange bemessen, um das Original 14 wie auch die Bildweiß-Bezugsplatte 15 gleichzeitig zu lesen.

Fig. 5 zeigt eine Schaltung zur automatischen Verstärkungsregelung in einer bekannten Bildlesevorrichtung. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 11 einen Zeilenbildsensor; 21 und 22 Verstärker; 23 und 24, Analog/Diagonal-Umsetzer (die anschließend als A/D-Umsetzer bezeichnet werden); 25 und 26 Abtast-Halteschaltungen; und 27 und 28 Verstärker.

Der Zeilenbildsensor 11 besteht aus einem Bildsensor mit einer Zweizeilenanordnung, bei der eine Zeile durch weiße Elemente (W) und gelbe Elemente (Ye) gebildet wird, die abwechselnd in dieser Reihenfolge angeordnet sind und die andere Zeile besteht aus grünen Elementen (G) und Zyanelementen (Cy), die abwechselnd in dieser Reihenfolge angeordnet sind, so daß ein Bildsignal aus den beiden Zeilen erzeugt wird.

Ein Bildelement wird durch die vier nebeneinanderliegenden W, Ye, G und Cy Elemente gebildet.

Anschließend wird der Betrieb der bekannten Bildlesevorrichtung erläutert.

Zuerst wird ein Bild des Originals 14 und der Bildweiß-Bezugsplatte 15, die durch die Lichtquelle 12 beleuchtet wird, auf den Zeilenbildsensor 11 über die Stablinsenanordnung 13 gemäß Fig. 4 fokussiert. In Fig. 5 wird das von der einen Zeile des Zeilenbildsensors 11 ausgegebene Bildsignal, das durch die W und Ye Elemente gebildet wird, dem Verstärker 21 zugeführt, so daß es dort verstärkt wird und das aus der anderen Zeile des Zeilenbildsensors ausgegebene Bildsignal, das durch die G und Cy Elemente gebildet wird, wird dem Verstärker 22 zugeführt, um in ihm verstärkt zu werden.

Der Ausgang S (1) des Verstärkers 21 wird dem A/D Umsetzer 23 zugeführt. Was das Bildsignal der Bildweiß-Bezugsplatte betrifft, so wird das allein von den W Elementen ausgegebene Bildsignal als Abtastung durch die Abtast-Halteschaltung 25 gehalten, um als Bezugsspannung ref (1) des A/D Umsetzers 23 verwendet zu werden.

Der Ausgang S (2) des Verstärkers 22 fließt in ähnlicher Weise zum Bildsignal S (1). Im Falle des Bildsignals S (2) wird jedoch das nur von den G-Elementen ausgegebene Bildsignal als Abtastung von der Abtast-Halteschaltung gehalten.

Fig. 6 stellt Signalwellenformen an den Hauptabschnitten der Fig. 5 dar. In Fig. 6 stellt S (1) ein Einzeilen- Bildsignal dar, das dem A/D Umsetzer 23 zugeführt wird, wenn die Abtastung in Zeilenrichtung, ausgehend von der Seite der Bildweiß-Bezugsplatte 15 durchgeführt wird; S/H stellt ein Impulssignal dar, das lediglich das als Abtastung gehaltene Bildsignal ist, das von den W Elementen entsprechend der Bildweiß-Bezugsplatte ausgegeben wird; und ref. (1) stellt eine Bezugsspannung dar, die dem A/D-Umsetzer 23 zugeführt wird. Schließlich ist der Pegel des Bildsignals S (1) in der Nachbarschaft der gegenüberliegenden Enden geringer als im Mittelabschnitt einer Zeile, bedingt durch einen Schatteneffekt der Lichtquelle 12, wie in Fig. 6 angegeben ist.

Die Bezugsspannung ref. (1), die dem A/D-Umsetzer 23 zugeführt wird, wird erhalten, indem der Ausgang der Abtast-Halteschaltung 25 gemäß Fig. 5 mittels eines Verstärkers 27 mit einem geeigneten Verstärkungsfaktor verstärkt wird (beispielsweise mit einem Verstärkungsfaktor Ai (Ai größer 1)), um dadurch eine solche Korrektur vorzunehmen, daß ein Einzeilen-Bildsignal innerhalb des Bereichs der A/D Umsetzung liegt.

Selbst in dem Fall, wo bei der vorstehenden Ausbildung die Lichtintensität der Lichtquelle 12 bei der Subabtastung derart schwankt, daß das Bildsignal sich beispielsweise von S (1) gemäß Fig. 7(a) auf S′ (1) gemäß Fig. 7(b) ändert, ändert sich die für jede Zeile an den A/D-Umsetzer 23 angelegte Bezugsspannung ref. (1) mit der gleichen Geschwindigkeit, wie das Bildsignal, falls der Bildweiß-Bezugswert gelesen wird, bevor jede Zeile gelesen wird.

Das heißt, die folgende Gleichung ist gültig:
ref′ (1) = ref (1) (S′ (1)/S (1)).

Daher ist das Ausgangssignal des A/D-Umsetzers 23 unabhängig von Schwankungen in der Lichtintensität gleichmäßig.

Obgleich die Beschreibung bezüglich des Verfahrens einer automatischen Regelung der Verstärkung des Bildsignals S (1) unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7(a), (b) folgte, gilt ganz dasselbe für den Ausgang S (2) des Verstärkers 22 bezüglich des Betriebs desselben, außer daß in diesem Fall das Bildsignal aus den G Elementen als Abtastung von der Abtast-Halteschaltung 26 gehalten wird, so daß es als Bezugsspannung für den A/D-Umsetzer 24 verwendet werden kann.

Somit werden die Bezugsspannungen ref. (1) und ref. (2) aus den Bildsignalen erhalten, die jeweils von den W und G-Elementen erzeugt werden, und der Bildweiß-Bezugswert wird durch die A/D Umsetzer 23 und 24 jeweils im Einklang mit den Bezugsspannungen ref. (1) und ref. (2) gelesen. Daher ist das Lesen des Bildweiß-Bezugswerts genau im Vergleich mit dem Fall eines Einzelsystems, und jedes der Ausgangssignale der A/D-Umsetzer 23 und 24 ist unabhängig von Schwankungen der Lichtintensität gleichmäßig.

Bei einem Aufbau, wie er vorstehend beschrieben wurde, liegt bei der bekannten Bildlesevorrichtung eine Schwierigkeit vor, daß, falls ein Teil der Bildweiß-Bezugsplatte 15 verschmutzt oder Staub an einem Teil der Bildweiß-Bezugsplate 15 haftet, der Lesepegel der Bildweiß-Bezugsplatte 15 lediglich in dem verschmutzten Abschnitt abfällt, so daß der Signalpegel für eine Zeile, abhängig von dem verringerten Lesepegel, verhältnismäßig ansteigt, um dadurch eine örtliche Störung im Ausgangsbild zu verursachen, beispielsweise Querstreifen, die eine höhere Helligkeit als die übrigen Abschnitte haben.

Die Erfindung wurde realisiert, um die vorstehende Schwierigkeit zu beseitigen und ist darauf abgestellt, eine Bildlesevorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der, selbst wenn ein Teil einer Bildweiß-Bezugsplatte verschmutzt oder Staub an einem Teil der Bildweiß-Bezugsplatte haftet, keine örtliche Störung, wie beispielsweise Querstreifen, in einem Ausgangsbild verursacht wird.

Die erfindungsgemäße Bildlesevorrichtung umfaßt eine Leseeinheit, die aus einem aus einer Einheit vorgesehenen optischen System besteht, das durch einen Zeilenbildsensor, einer Stablinsenanordnung, einer Lichtquelle und dergleichen besteht, sowie einer Bildweiß-Bezugsplatte, die an einem Ende der Leseeinheit befestigt ist.

Erfindungsgemäß wird, da sich die Bildweiß-Bezugsplatte zusammen mit der Leseeinheit in Richtung einer Subabtastung beim Lesen eines Originals bewegt, ein und derselbe Abschnitt der Bildweiß-Bezugsplatte für jede Zeile gelesen, so daß keine Änderung im Lesepegel als Folge von Schmutz oder Staub verursacht wird. Somit ist es möglich, das Auftreten einer Verschlechterung im Ausgangsbild, beispielsweise die Erzeugung von Querstreifen zu verhindern.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Bildlesevorrichtung, die gekennzeichnet ist durch:
eine als Einheit ausgebildete Leseeinrichtung, die mit einem optischen System integriert ist, das eine Lichtquelle zum Beleuchten eines Originals aufweist, eine Stablinsenanordnung zur Fokussierung eines Bilds des Originals und einen Zeilenbildsensor zum Lesen des durch die Stablinsenanordnung fokussierten Bildes zwecks Abtastung des Originals;
eine automatische Verstärkungsregelungsschaltung mit einer Abtast- und Halteschaltung zum Halten eines Ausgangssignals des Zeilenbildsensors beim Ablesen einer Bildweiß-Bezugsplatte;
wobei die Bildweiß-Bezugsplatte eine Bezugsfläche aufweist, die beim Lesen des Originals als Bezugsbild verwendet wird und die an einem Ende der Lesevorrichtung befestigt ist, so daß es sich zusammen mit der Lesevorrichtung bewegt.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Leseeinheit der erfindungsgemäßen Bildlesevorrichtung;

Fig. 2 und 3 schematische perspektivische Ansichten, die Ausführungsbeispiele der Anordnung der gleichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lesevorrichtung darstellen;

Fig. 4 eine schematische perspektivische Ansicht, die eine bekannte Bildlesevorrichtung darstellt;

Fig. 5 ein Blockschaltbild, das die automatische Verstärkungsregelungsschaltung bei der bekannten Bildlesevorrichtung darstellt; und

Fig. 6 und 7 Darstellungen, die Signalwellenformen an verschiedenen Punkten der automatischen Verstärkungsregelungsschaltung gemäß Fig. 5 zur Erläuterung des Betriebs der Schaltung angeben.

Es wird auf die Einzelbeschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen Bezug genommen. Fig. 1 ist eine schematische perspektivische Darstellung, die eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leseeinheit darstellt. In Fig. 1 sind Bauelemente, die gleich jenen der Fig. 4 sind oder diesen entsprechen, in entsprechender Weise bezeichnet und eine erneute Beschreibung entfällt. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 16 eine Leseeinheit zur Abtastung (Subabtastung) eines Originals 14 beim Lesen des Originals. Die Leseeinheit 16 hat ein optisches System, das aus einem Zeilenbildsensor 11, einer Lichtquelle 12, einer Stablinsenanordnung 13, und dergleichen besteht, die derart angeordnet sind, daß sie eine Gesamtabtastung durchführen können. Das Bezugszeichen 17 bezeichnet eine Bildweiß-Bezugsplatte, die an einem Ende der Leseeinheit 16 befestigt ist, so daß sie mit dieser zusammen in Richtung der Subabtastung bewegt wird. Die Bildweiß-Bezugsplatte 17 ist an der Leseeinheit 16 derart befestigt, daß sich die Bildweiß-Bezugsplatte in der gleichen Ebene befindet, auf der das Original 14 gemäß Fig. 2 angebracht ist. Als Alternative ist die Bildweiß-Bezugsplatte 17 an der Leseeinheit 16 in solcher Weise befestigt, daß die Bildweiß-Bezugsfläche gerade unter einer Glasplatte 18 liegt, auf der das Original 14 gemäß Fig. 3 angebracht ist.

Eine Schaltung zur Verarbeitung eines Bildsignals, das von dem Zeilenbildsensor 11 erzeugt wird, hat den gleichen Aufbau wie die bekannte Bildlesevorrichtung.

Es wird nunmehr die Betriebsweise beschrieben.

Zuerst werden das Original 14 und die an einem Ende der Leseeinheit 16 befestigte Bildweiß-Bezugsplatte 17 mit der Lichtquelle 12 beleuchtet, die in der Leseeinheit 16 angebracht ist, so daß die jeweiligen Bilder des Originals 14 und der Bildweiß-Bezugsplatte 17 auf dem Zeilenbildsensor 11 über die Stablinsenanordnung 13 fokussiert werden. Eine Schaltung zur Verarbeitung eines Bildsignals, das von dem Zeilenbildsensor 11 erzeugt wird, hat den gleichen Aufbau, wie jene der bekannten Bildlesevorrichtung.

Da die Bildweiß-Bezugsplatte 17 an der Leseeinheit 16 befestigt ist, so ist sie mit der Lichtquelle 12, der Stablinsenanordnung 13 und dem Zeilenbildsensor 11 verriegelt, so daß für jede Zeile ein und derselbe Abschnitt der Bildweiß-Bezugsplatte 17 gelesen wird.

Selbst wenn ein Teil der Bildweiß-Bezugsplatte 17 verschmutzt wird, fällt daher der in Frage stehende Lesepegel der Bildweiß-Bezugsplatte 17 mit der gleichen Geschwindigkeit für alle Zeilen ab, wenn der Signalpegel des Originals 14 für jede Zeile bestimmt wird, so daß der Bildweiß-Bezugswert unter den Zeilen sich nicht unterscheidet. Daher wird der Signalpegel beim Lesen des Originals relativ zum Lesepegel der Bildweiß-Bezugsplatte niemals unter den Zeilen verschieden, selbst wenn die Lichtintensität der Lichtquelle schwankt, so daß ein Original-Lesesignal nach der A/D-Umsetzung erhalten werden kann, das unter den Zeilen nicht verschieden ist.

Daher kann eine Verschlechterung der Bildqualität, wie beispielsweise eine örtliche Erzeugung von Querstreifen verhindert werden und es wird somit möglich, einen Ausgang zu erhalten, der über die gesamte Fläche des Originals 14 gleichmäßige Qualität hat.

Obgleich die Beschreibung der vorstehenden Ausführungsform für den Fall der Ablesung eines Farbbildes erfolgte, liefert die Erfindung die gleichen Wirkungen, wie sie bei der vorstehenden Ausführungsform erhalten werden, auch im Falle der Durchführung einer Ablesung mittels eines monochromen Sensors, in dem kein Farbtrennfilter am Zeilenbildsensor 11 vorgesehen ist.

Ferner ist in der obigen Ausführungsform die Bildweiß-Bezugsplatte 17 an der Leseeinheit 16 in solcher Weise befestigt, daß die Bildweiß-Bezugsplatte 17 den Zeichnungen nach den Fig. 2 und 3 rechts vom Original 14 liegt. Somit wird es möglich, daß die Leseeinheit 16 die Bildweiß-Bezugsplatte 17 liest, bevor eine Abtastung von rechts nach links für jede Zeile durchgeführt wird, um dadurch eine Bezugsspannung für jede Zeile zu erzeugen, so daß das Lesen einer jeden Zeile auf der Grundlage der somit erhaltenen Bezugsspannung durchgeführt werden kann. Als Alternative kann in dem Fall, wo die Schwankung der Lichtintensität der Lichtquelle 12 ausreichend sanft relativ zu der Zeitspanne ist, die für das Lesen einer Zeile seit des Zeilenbildsensors 11 erforderlich ist, die Anordnung derart geändert werden, daß die Bildweiß-Bezugsplatte 17 an der Leseeinheit 16 so befestigt ist, daß die Bildweiß-Bezugsplatte 17 zur Linken des Originals 14 liegt und die Leseeinheit 16 die links vom Original 14 angebrachte Bildweiß-Bezugsplatte 17 liest, um eine Bezugsspannung nach dem Lesen einer jeden Zeile zu erzeugen, um es zu ermöglichen, daß die nächste Zeile auf der Basis der somit erhaltenen Bezugsspanung gelesen werden kann.

Obgleich in obiger Ausführungsform die Bildweiß-Bezugsplatte 17 auf der gleichen Ebene wie das Original 14 oder gerade unter der Glasplatte 18 angebracht ist, kann die Bildweiß-Bezugsplatte 17 in beliebiger Position der Leseeinheit 16 befestigt werden, solange die Bildweiß-Bezugsplatte 17 von der linken Lichtquelle 12 beleuchtet werden kann, so daß das Bild der Bildweiß- Bezugsplatte 17 am Zeilenbildsensor 11 durch die Stablinsenanordnung 13 erhalten wird, um dadurch die Erzielung eines Lesesignals zu ermöglichen. Auch in diesem Fall können die gleichen Wirkungen erhalten werden, wie sie bei der vorstehenden Ausführungsform erreicht werden.

Wie vorstehend beschrieben wurde, besteht erfindungsgemäß die Leseeinheit aus einem optischen System, das als Einheit mit dem Zeilenbildsensor, der Stablinsenanordnung, der Lichtquelle und dergleichen vorgesehen ist, und die Bildweiß-Bezugsplatte ist an einem Ende der Leseeinheit angebracht. Daher wird die Wirkung erhalten, daß ein und der gleiche Abschnitt der Bildweiß-Bezugsplatte vom Zeilenbildsensor gelesen wird, sooft ein Original Zeile bei Zeile gelesen wird, um es damit zu ermöglichen, daß die Verstärkungsregelung auf der Grundlage des Ausgangssignals des Zeilenbildsensors folgt. Ferner kann, selbst wenn ein Teil der Bildweiß-Bezugsplatte verschmutzt wird, ein gleichmäßiges Ausgangssignal über die gesamte Fläche des Originals erhalten werden, um es dadurch zu ermöglichen, das Auftreten einer Verschlechterung im Ausgangsbild zu verhindern, beispielsweise eine Erzeugung von Querstreifen.

Claims

1. Bildlesevorrichtung gekennzeichnet durch:
eine als Einheit ausgebildete Leseeinrichtung, die mit einem optischen System integriert ist, das eine Lichtquelle (12) zum Beleuchten eines Originals (14) aufweist, eine Stablinsenanordnung (13) zur Fokussierung eines Bilds des Originals und einen Zeilenbildsensor (11) zum Lesen des durch die Stablinsenanordnung fokussierten Bildes zwecks Abtastung des Originals;
eine automatische Verstärkungsregelungsschaltung mit einer Abtast- und Halteschaltung (25) zum Halten eines Ausgangssignals des Zeilenbildsensors (11) beim Ablesen einer Bildweiß-Bezugsplatte (15);
wobei die Bildweiß-Bezugsplatte eine Bezugsfläche aufweist, die beim Lesen des Originals als Bezugsbild verwendet wird und die an einem Ende der Lesevorrichtung befestigt ist, so daß es sich zusammen mit der Lesevorrichtung bewegt.

2. Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeilenbildsensor (11) in einer Mehrzeilenanordnung Weiß-, Gelb-, Grün- und Cyanelemente aufweist.

3. Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeilenbildsensor (11) eine Zweizeilenanordnung hat, bei welcher eine Zeile durch Weißelemente und Gelbelemente gebildet wird, die abwechselnd in dieser Reihenfolge angeordnet sind und die andere Zeile durch Grünelemente und Cyanelemente gebildet wird, die abwechselnd in dieser Reihenfolge angeordnet sind.

4. Bildlesevorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeilenbildsensor (11) ein monochromer Sensor ist.

5. Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildweiß-Bezugsplatte (15) an der Lesevorrichtung in solcher Weise befestigt ist, daß die Oberfläche der Bildweiß-Bezugsplatte in der gleichen Ebene liegt, auf der das Original angebracht ist.

6. Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildweiß-Bezugsplatte (15) an der Lesevorrichtung in solcher Weise befestigt ist, daß sich die Bildweiß-Bezugsfläche gerade unter einer Glasplatte befindet, auf der das Original angebracht ist.

7. Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Verstärkungsregelungsschalung ferner eine Analog/Diagonal-Umsetzereinrichtung (23, 24) zum Umwandeln der Ausgangssignale des Zeilenbildsensors (11) aufweist.