-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Bildleseverfahren und eine Bildleseeinrichtung
zur Umwandlung eines Bildes eines Originals in ein elektrisches
Signal.
-
Die
DE 40 20 817 A1 beschreibt
eine Bildleseeinrichtung, die eine Leseeinheit zum Lesen von Bildinformation
nach einer Bewegung und einem Scanvorgang aufweist, und eine Bilderzeugungseinheit
zur Erzeugung eines Bildes entsprechend der Bildinformation von
der Leseeinheit, und eine Schattierungskorrektur dadurch durchführt, dass
eine erste Weißbezugsplatte
eingesetzt wird, die entlang einer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung
der Leseeinheit angeordnet ist, und eine zweite Weißbezugsplatte,
die entlang der Bewegungsrichtung der Leseeinheit angeordnet ist.
-
Die
EP 0 439 358 A2 beschreibt
ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bereitstellung einer Beleuchtungskompensation
in einem Dokumentenscanner. Es wird ein Dokumentenscanner beschrieben,
bei welchem Vorrichtungen zu dem Zweck vorgesehen sind, dynamisch
irgendwelche Änderungen der
Dokumentenbeleuchtungsintensität
zu kompensieren, die auftreten können,
wenn ein Dokument gescannt wird. Das Verfahren und die Einrichtung
zur Kompensation arbeiten so, dass die Intensität des Lichts gemessen wird,
das von einem Zielbereich reflektiert wird, der sich an einen Rand
des Dokuments anschließt,
das gescannt wird. Der Zielbereich ist ein schmaler, länglicher
Bereich, der sich in Scanrichtung erstreckt. Der Zielbereich weist
eine Farbe auf, die so gewählt
ist, dass sie an den Hintergrundbereich des Dokuments angepasst
ist, also den Bereich des Dokuments, in dem kein Bild vorhanden
ist. Da der Zielbereich einen durchgehenden und gleichmäßigen Farbton
aufweist, wird jede Änderung
der Lichtmenge, die von dem Zielbereich reflektiert wird, durch
eine Änderung
der Intensität
von dessen Beleuchtung durch die Scann-Lichtquelle hervorgerufen.
Das Verfahren und die Einrichtung steuern die Lichtquelle für das Scannen
so, dass das von dem Zielbereich reflektierte Licht auf im Wesentlichen konstanter
Stärke
gehalten wird.
-
Die
EP 0 439 357 A2 beschreibt
ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bereitstellung einer Sensorkompensation
in einem Dokumentenscanner. Es wird ein Dokumentenscanner beschrieben,
bei dem Vorrichtungen dazu vorgesehen sind, Ungleichmäßigkeiten
der Empfindlichkeit zu kompensieren, die zwischen den einzelnen
Sensorzellen des Sensorfeldes vorhanden sein können, das dazu eingesetzt wird,
Licht abzutasten, das von dem gescannten Dokument reflektiert wird.
Das Verfahren und die Einrichtung zum Kompensieren kompensieren
sowohl eine Änderung
der Empfindlichkeit in Bezug auf dunkle Stellen (also unbeleuchtete),
als auch eine Änderung
der Empfindlichkeit in Bezug auf helle (also beleuchtete) Stellen,
die bei den einzelnen Sensorzellen des Sensorfeldes vorhanden sein
können.
-
Bei
einer herkömmlichen
Bildleseeinrichtung, beispielsweise bei einer Bildleseeinrichtung des
Flachbetttyps, ist eine Originalbasis, die aus einer lichtdurchlässigen Platte
beispielsweise aus Glas besteht, auf einer oberen Oberfläche eines
kastenartigen Gehäuses
vorgesehen. Ein Schlitten ist in dem Gehäuse angeordnet, und dieser
Schlitten wird durch eine Antriebseinrichtung parallel zur Originalbasis transportiert.
-
Sowohl
eine Lichtquelle als auch ein Zeilensensor, bei dem in einem Feld
eine große
Anzahl an photoelektrischen Wandlerelementen vorgesehen ist, sind
auf diesem Schlitten angeordnet. Das Bestrahlungslicht, das von
der Lichtquelle ausgesandt wird, wird auf einer Oberfläche eines
Originals reflektiert, das auf die Originalbasis aufgelegt wurde,
und wird dann durch eine Kondensorlinse auf den Zeilensensor fokussiert.
-
Eine
zweite Lichtquelle, die zusammen mit dem Transport des Schlittens
bewegt werden kann, ist oberhalb der Originalbasis vorgesehen, damit
ein lichtdurchlässiges
Original gelesen werden kann, beispielsweise ein Photofilm.
-
Wenn
ein Bild eines Originals gelesen wird, wird das von der Lichtquelle
abgegebene Licht auf das Original gestrahlt, das sich auf der Originalbasis befindet,
und wird entweder das reflektierte Licht oder das durchgelassene
Licht von dem Original durch die Kondensorlinse auf den Zeilensensor
fokussiert. Während
der Schlitten transportiert wird, wird Information in Bezug auf
Dunkel/Hell des Originals erfasst, und in das elektrische Signal
umgewandelt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Richtung, entlang
derer die photoelektrischen Wandlerelemente des Liniensensors in
einem Feld angeordnet sind, als eine Hauptabtastrichtung bezeichnet
wird, wogegen eine andere Richtung, die senkrecht zur Hauptabtastrichtung
verläuft,
entlang derer sich sowohl der Schlitten als auch der Zeilensensor
bewegen, als Unterabtastrichtung bezeichnet wird.
-
Ein
Ausgangssignal, das von dem Zeilensensor abgeleitet wird, wird durch
einen Verstärker verstärkt, und
mit dem verstärkten
Signal wird eine A/D-Wandlung zu einem Digitalsignal durch eine A/D-Wandlereinheit
durchgeführt.
In einem Fall, in welchem die Leseabstufung so ausgewählt ist,
dass sie gleich 8 Bits ist, weist dieses Digitalsignal Zahlenwerte
von 0 bis 255 auf.
-
Allgemein
gesprochen, ist es jedoch in der Praxis schwierig, von einer Lichtquelle
ausgesandtes Licht auf ein Original mit gleichmäßiger Lichtmenge aufzustrahlen,
so dass die Lichtmengen der Lichtquelle in der Nähe beider Ränder des Originals verringert
werden. Da Schwankungen bei den Empfindlichkeiten der photoelektrischen
Wandlerelemente des Zeilensensors auftreten, werden selbst dann, wenn
ein Original mit gleichförmiger
Dichte von diesem Zeilensensor gelesen wird, die Pegel des Sensorsignals,
das von diesem Zeilensensor ausgegeben wird, ungleich. Daher besteht
in der Hinsicht ein Problem, dass die Abstufung dieses Originals
nicht korrekt reproduziert werden kann.
-
Um
dieses Problem zu lösen,
wird eine Schattierungskorrektur in einer Schattierungskorrektureinheit
durchgeführt.
Bei der Schattierungskorrektur werden, bevor das Original gelesen
wird, sowohl Schwarzbezugsdaten als auch Weißbezugsdaten in Bezug auf die
jeweiligen photoelektrischen Wandlerelemente vorher akquiriert,
und gespeichert. Mit einem digitalen Lichtsignal wird eine Schattierungskorrektur
durchgeführt,
unter Verwendung dieser vorher gespeicherten Schwarz/Weißdaten,
auf Grundlage folgender Formel: Dn' = A(Dn – Dk)/(Dw – Dk),wobei
das Bezugszeichen "Dn" ein elektrisches
Signal (digitale Signaldaten) bezeichnet, bevor sie korrigiert wurden,
das Bezugszeichen „Dk" die Schwarzbezugsdaten bezeichnet,
das Bezugszeichen „Dw" die Weißbezugsdaten
bezeichnet, das Bezugszeichen „A" eine Konstante ist,
und das Bezugszeichen „Dn'" Daten nach der Schattierungskorrektur
bezeichnet. In Bezug auf die Weißbezugsdaten wird beispielsweise
eine gleichmäßig reflektierende
Ebene, die ein hohes Reflexionsvermögen aufweist, und als Weißbezug am
Randabschnitt der Originalbasis angeordnet ist, gelesen, um ein
Sensorsignal zu akquirieren, und dann wird dieses Sensorsignal als
die Weißbezugsdaten
gelesen. Bezüglich
der Schwarzbezugsdaten wird dann, wenn die Lichtquelle ausgeschaltet
wird, und die gleichmäßige Ebene,
die das hohe Reflexionsvermögen
aufweist, gelesen wird, um ein Sensorsignal zu bezeichnen, dieses
Sensorsignal als die Schwarzbezugsdaten bezeichnet. Eine Weißbezugsgröße, die
zur Durchführung
der Schattierungskorrektur entlang der Hauptabtastrichtung verwendet
wird, wird als Hauptabtastungs-Weißbezugsgröße bezeichnet,
oder einfach als Weißbezugsgröße.
-
Die
Schaltung der herkömmlichen
Schattierungskorrektureinheit ist in 10 dargestellt,
und diese Schattierungskorrektur wird entsprechend den folgenden
Schritten a), b), c) und d) durchgeführt:
- a)
Die Elektronenladung, die in einem Element des Zeilensensor 5 gespeichert
ist, wird A/D-gewandelt durch die A/D-Wandlereinheit 12,
in das elektrische Signal, also digitale Signaldaten Dn.
- b) Die digitalen Signaldaten Dn, die von der A/D-Wandlereinheit 12 stammen,
werden der Subtrahierschaltung 21 zugeführt, und diese Subtrahierschaltung 21 berechnet
eine Differenz „Dn – Dk" zwischen dem elektrischen
Signal Dn und den Schwarzbezugsdaten Dk, die in der Schwarzbezugsspeichereinheit 22 gespeichert
sind.
- c) Das Berechnungsergebnis des Schrittes b) wird der Divisionsschaltung 23 zugeführt, und
wird durch eine andere Differenz „Dw – Dk" zwischen den Hauptabtast-Weißbezugsdaten,
die vorher in der Weißbezugsspeichereinheit 24 gespeichert wurden,
und den Schwarzbezugsdaten dividiert, um hierdurch die korrigierten
Daten Dn' zu akquirieren.
- d) Die durch a) bis c) festgelegten Schritte werden in Bezug
auf die jeweiligen Elemente des Zeilensensors wiederholt durchgeführt.
-
Wie
voranstehend geschildert, können
gemäß der voranstehend
erläuterten,
herkömmlichen Schattierungskorrektur
die Schwankungen entlang der Hauptabtastrichtung korrigiert werden.
-
11 ist
ein Flussdiagramm zur Erläuterung
eines Beispiels für
ein Originalleseverfahren mit der herkömmlichen Bildleseeinrichtung
zur Ausführung
der voranstehend geschilderten Schattierungskorrektur.
-
Zuerst
werden die Weißbezugsdaten
in einem Schritt 101 eingestellt. In einem Schritt 102 wird das
Original gelesen, während
die Schattierungskorrektur durchgeführt wird, wie an Hand der voranstehenden
Schritte a) bis d) erläutert,
unter Verwendung dieser Weißbezugsdaten.
Wenn eine solche Entscheidung getroffen wird, dass das nächste Original im
Schritt 103 gelesen wird, und in einem Schritt 104 beurteilt
wird, dass die Lichtnähe
der Lichtquelle sich nicht geändert hat,
wenn die Weißbezugsdaten
eingestellt werden, dann kann das nächste Original gelesen werden,
unter Verwendung der Weißbezugsdaten,
die bei dem vorherigen Lesevorgang akquiriert wurden, unter Rückkehr zum
Schritt 102.
-
Wenn
bei dem voranstehend geschilderten Verfahren jedoch im Schritt 104 beurteilt
wird, dass sich die Lichtmenge geändert hat, geht der Betriebsablauf
zum Schritt 101 zurück,
in welchem die Weißbezugsdaten
erneut eingestellt werden. Für
die erneute Einstellung der Weißbezugsdaten
ist ein langer Zeitraum erforderlich. Zum Beispiel müssen in
einem Fall, in welchem ein Original mit den Abmessungen A4 mit einer
Lesegenauigkeit von 600 (dpi) gelesen wird, mehr als 5000 Datenposten
als die Weißbezugsdaten
eingestellt werden. Dies führt
dazu, dass dann, wenn mehrere Originale gelesen werden, ein weiteres
Problem auftaucht, nämlich
dass der Zeitraum verlängert
wird, der benötigt
wird, vom Beginn dieses Lesevorgangs bis zur Beendigung dieses Lesevorgangs.
-
Weiterhin ändert sich
die Lichtmenge der Lichtquelle in Abhängigkeit von der Zeit, die
nach dem Einschaltvorgang der Lichtquelle verstrichen ist. Wenn
gerade die Lichtquelle eingeschaltet wurde, nimmt üblicherweise
im Verlauf der Zeit die Lichtmenge allmählich ab. Daher sind die Schattierungskorrekturen
nicht nur entlang der Hauptabtastrichtung erforderlich, sondern
auch entlang der Unterabtastrichtung.
-
Herkömmlich wird
die Schattierungskorrektur entlang der Unterabtastrichtung so durchgeführt, dass
dann, bevor die gelesenen Daten digitalisiert werden, die Analogdaten
unter Verwendung der Lichtmengendaten der Lichtquelle korrigiert
werden, die aufeinanderfolgend akquiriert werden. Bei diesem herkömmlichen
Verfahren ist jedoch der Nachteil vorhanden, dass ein schwieriger
Steuervorgang erforderlich ist, und dass darüber hinaus die Bildqualität leicht
beeinträchtigt
wird.
-
Andererseits
hat sich bei den von den Erfindern der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen
herausgestellt, nämlich
in Bezug auf die Änderung
der Lichtmenge der Lichtquelle, dass deren Änderungsverhältnis im
Wesentlichen in Bezug auf die Lichtmengenverteilung entlang der
Hauptabtastrichtung konstant ist.
-
Unter
Verwendung der voranstehend geschilderten Versuchsergebnisse kann,
da die Weißbezugsdaten
durch einen Weißbezugskorrekturkoeffizienten
in Reaktion auf die Änderung
der Lichtmengen korrigiert werden, der erneute Einstellvorgang für die Weißbezugsdaten
weggelassen werden, und kann gleichzeitig die Schattierungskorrektur
entsprechend in Bezug auf die Unterabtastrichtung durchgeführt werden.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines
Bildleseverfahrens und einer Bildleseeinrichtung, welche Schattierungskorrekturen
sowohl entlang einer Hauptabtastrichtung als auch entlang einer
Unterabtastrichtung durchführen können.
-
Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
eines Bildleseverfahrens und einer Bildleseeinrichtung, welche die
Zeitdauer verkürzen
können,
die erforderlich ist, vom Beginn des Bildlesevorgangs bis zur Fertigstellung
dieses Bildlesevorgangs.
-
Ein
Bildleseverfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung weist die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale auf.
-
Weiterhin
weist eine Bildleseeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
die im Patentanspruch 4 angegebenen Merkmale auf.
-
Dies
führt dazu,
dass die Schattierungskorrekturen nicht nur entlang der Hauptabtastrichtung durchgeführt werden
können,
sondern auch entlang der Unterabtastrichtung. Wenn mehrere Dokumente gelesen
werden, können
selbst dann, wenn der Vorgang zum erneuten Einstellen der Weißbezugsdaten in
Bezug auf die Originale folgend auf das zweite Original weggelassen
wird, die Schattierungskorrekturen ordnungsgemäß durchgeführt werden, und kann der erforderliche
Zeitraum von Beginn des Lesevorgangs des Bildes bis zur Beendigung
dieses Lesevorgangs verkürzt
werden.
-
Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Patentansprüchen
angegeben.
-
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHUNGEN
-
1 ist
ein schematisches Blockdiagramm zur Erläuterung einer Schaltung einer
Schattierungskorrektureinheit, die bei einer Bildleseeinrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
-
2 zeigt
schematisch den Aufbau einer Flachbett-Bildleseeinrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
3 ist
ein Funktionsblockdiagramm zur Erläuterung einer Signalverarbeitungseinrichtung
der Bildleseeinrichtung gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
4 ist
ein Flussdiagramm zur Erläuterung der
Abfolge von Operationen, die durchgeführt werden, wenn mehrere Originale
von der Bildleseeinrichtung gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gelesen werden;
-
5 ist
eine Aufsicht zur Erläuterung
des Ortes einer Hauptabtastweißbezugsgröße und einer Unterabtastweißbezugsgröße bei der
Flachbett-Bildleseeinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
-
6 ist
eine Darstellung der Änderung
der Lichtmenge in Bezug auf die verstrichene Zeit nach dem Einschalten
einer Lichtquelle;
-
7 ist
eine Darstellung der Änderung
der Verteilung von Weißbezugsdaten
entsprechend der Position eines Zeilensensors im Verlauf der Zeit;
-
8 ist
ein Flussdiagramm zur Erläuterung aufeinanderfolgender
Vorgänge
zum Lesen eines Originals durch die Bildleseeinrichtung gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
9 ist
ein Flussdiagramm zur Erläuterung der
Abfolge von Operationen zum Lesen mehrerer Originale durch eine
Bildleseeinrichtung gemäß einer anderen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
10 ist
ein schematisches Blockdiagramm zur Erläuterung der Schattierungskorrekturschaltung
der herkömmlichen
Bildleseeinrichtung; und
-
11 ist
ein Flussdiagramm zur Erläuterung
der Abfolge von Operationen zum Lesen mehrerer Originale durch die
herkömmliche
Bildleseeinrichtung.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Nachstehend
werden im Einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen bevorzugter
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
-
In 2 ist
schematisch der Aufbau einer Flachbett-Bildleseeinrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt.
-
Eine
Originalbasis 1, die aus einer lichtdurchlässigen Platte
wie beispielsweise aus Glas besteht, ist auf einer oberen Oberfläche eines
kastenartigen Gehäuses 2 vorgesehen.
-
Innerhalb
des Gehäuses 2 ist
ein Schlitten 3 vorgesehen, der durch eine (nicht dargestellte)
Antriebseinrichtung parallel zur Originalbasis 1 hin- und herbewegt
werden kann, wobei sowohl eine Lichtquelle 4 als auch ein
Zeilensensor 5 auf diesem Schlitten 3 angebracht
sind. Von der Lichtquelle 4 abgestrahltes Licht wird auf
einer Oberfläche
eines Originals 8 reflektiert, das sich auf der Originalbasis 8 befindet,
und das reflektierte Licht wird durch eine Kondensorlinse 7 auf
dem Zeilensensor 5 gesammelt. Als Zeilensensor 5 wird beispielsweise
ein optischer Sensor des Ladungsspeichertyps verwendet, beispielsweise
ein CCD.
-
Um
ein Transparenzoriginal wie beispielsweise einen Photofilm zu lesen,
ist eine zweite Lichtquelle 6, die zusammen mit dem Transport
des Schlittens 3 transportiert werden kann, oberhalb der Originalbasis 1 vorgesehen.
-
3 ist
ein Funktionsblockdiagramm zur Erläuterung der Ausbildung einer
Signalverarbeitungseinrichtung, die bei der Bildleseeinrichtung
eingesetzt wird, die wie die voranstehend geschilderte Anordnung
ausgebildet ist.
-
Hierbei
wandelt eine A/D-Wandlereinheit 12 Daten, die von dem Zeilensensor 5 über einen
Verstärker 11 eingegeben
werden, in ein Digitalsignal um, und liefert dieses Digitalsignal
dann an eine Schattierungskorrektureinheit 13.
-
Die
Schattierungskorrektureinheit 13, die gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, kann digitalisierte
Lesedaten auf Grundlage der folgenden Formel korrigieren, unter
Verwendung von Schwarzbezugsdaten, die vorher gespeichert werden,
von Weißbezugsdaten
in Bezug auf die jeweiligen photoelektrischen Wandlerelemente des
Zeilensensors 5, und eines Weißbezugskorrekturkoeffizienten: Dn' =
A(Dn – Dk)/(C(Dw – Dk)),wobei
mit "Dn" ein elektrisches
Signal (digitale Signaldaten) vor der Korrektur bezeichnet ist,
mit „Dk" die Schwarzbezugsdaten,
mit „Dw" Hauptabtast-Weißbezugsdaten,
mit „A" eine Konstante,
mit „C" ein Weißbezugskorrekturkoeffizient,
und mit „Dn'" Daten nach der Schattierungskorrektur.
Wenn beispielsweise die Leseabstufung zu 8 Bits gewählt wird,
ist diese Konstante „A" gleich 255. Falls
die Leseabstufung zu 12 Bits gewählt
ist, ist diese Konstante „A" gleich 4095.
-
Eine
Steuereinrichtung 14 weist einen Mikrocomputer mit einer
CPU, einem RAM, einem ROM und dergleichen auf. Diese Steuereinrichtung 14 steuert
das gesamte System der Bildleseeinrichtung, und sie ist über eine
Schnittstelle 15 an eine externe Bildbearbeitungseinrichtung
angeschlossen, beispielsweise einen PC. In einer anderen Korrektureinheit 16 werden
eine Gamma-Korrektur, eine Farbkorrektur, und verschiedene Umwandlungen
wie beispielsweise eine Randhervorhebung und eine Vergrößerung oder
Verkleinerung eines Bereichs durchgeführt.
-
Als
nächstes
werden Operationen beschrieben, die ausgeführt werden, wenn mehrere Originale durch
die wie voranstehend geschildert ausgebildete Bildleseeinrichtung
ausgelesen werden. 4 ist ein Flussdiagramm zur
Erläuterung
der Abfolge von Operationen beim Lesen der mehreren Originale.
-
(1) EINSTELLUNG VON WEISSBEZUGSDATEN UND
DER LICHTMENGENREFERENZ
-
Zuerst
werden, wenn die Stromversorgung der Bildleseeinrichtung eingeschaltet
wird, sowohl Schwarzbezugsdaten Dk als auch Hauptabtast-Weißbezugsdaten
Dw eingestellt.
-
Lesedaten,
die akquiriert werden, wenn die Stromversorgung ausgeschaltet ist,
erfahren eine A/D-Wandlung durch die A/D- Wandlereinheit 12 in Digitaldaten,
und diese Digitaldaten werden als die Schwarzbezugsdaten Dk verwendet.
Es wird darauf hingewiesen, dass in Folge der Tatsache, dass die Schwankungen
der Schwarzbezugsdaten Dk entlang der Hauptabtastrichtung und deren Änderung
im Verlaufe der Zeit niedriger sind als bei den Hauptabtast-Weißbezugsdaten
Dw, die typischen Schwarzbezugsdaten Dk einmal eingestellt werden,
wenn die Stromversorgung eingeschaltet wird, und dann diese typischen
Schwarzbezugsdaten Dk verwendet werden können.
-
In
einem Schritt 201 werden sowohl die Weißbezugsdaten als auch die Lichtmengenreferenz eingestellt.
Wenn die Weißbezugsdaten
eingestellt werden, wird der Schlitten 3 zu einem Randabschnitt der
Originalbasis 1 bewegt, und wird die Lichtquelle 4 eingeschaltet,
so dass Licht, dass von einer Reflexionsebene reflektiert wird,
die ein gleichmäßiges, hohes
Reflexionsvermögen
aufweist, von den jeweiligen photoelektrischen Wandlerelementen
des Zeilensensors 5 gelesen wird. Diese Reflexionsebene, die
ein gleichmäßiges, hohes
Reflexionsvermögen aufweist,
ist als Hauptsabtast-Weißreferenz 9 auf
der Seite der Originaloberfläche
der Originalbasis 1 vorgesehen. Es wird darauf hingewiesen,
dass dann, wenn ein Transparenzoriginal gelesen wird, das von der
Lichtquelle 6 ausgesandte Licht gelesen wird, ohne dass
es durch das Original hindurchgeht. Mit den gelesenen Daten wird
eine A/D-Wandlung durch die A/D-Wandlereinheit 12 in Digitaldaten
durchgeführt.
Diese Digitaldaten werden als die Hauptabtast-Weißbezugsdaten
Dw in einer Weißbezugsspeichereinheit 24 gespeichert.
Die Hauptabtast-Weißbezugsdaten
Dw weisen einen bestimmten Wert in Bezug auf jedes der photoelektrischen
Wandlerelemente des Zeilensensors 5 auf. Als Weißbezugsspeichereinheit 24 kann
ein Speicher wie beispielsweise ein RAM (Speicher mit wahlfreiem
Zugriff) eingesetzt werden.
-
Es
wird darauf hingewiesen, dass dann, wenn eine Differenz (Dw – Dk) zwischen
den Hauptabtast-Weißbezugsdaten
Dw und den Schwarzbezugsdaten Dk in der Weißbezugsspeichereinheit 24 gespeichert
wird, ermöglicht
wird, eine Berechnung während
des Lesevorgangs in den folgenden Schritten wegzulassen.
-
In
diesem Fall wird die Hauptabtast-Weißreferenz 9 unter
Verwendung eines Elements des Zeilensensors 5 gelesen,
und dann wird mit diesem gelesenen Signal eine A/D-Wandlung durch
die A/D-Wandlereinheit 12 zu einem Digitalwert durchgeführt. Eine
Differenz zwischen diesem Digitalwert und dem Wert der Schwarzbezugsdaten
wird als eine Lichtmengenreferenz „L0" eingestellt. Diese Lichtmengenreferenz „L0" kann eingesetzt
werden, wenn ein Weißbezugskorrekturkoeffizient
in der folgenden Stufe eingestellt wird. Weiterhin ist, wie in 5 gezeigt,
eine Unterabtast-Weißreferenz 10 entlang
der Unterabtastrichtung senkrecht zur Hauptabtastrichtung vorgesehen,
und wird die Unterabtast-Weißreferenz 10 unter
Verwendung der photoelektrischen Wandlerelemente des Zeilensensors 5 gelesen,
die sich in der Nähe
des rechten Randes des Zeilensensors 5 befinden, wenn die
Hauptabtast-Weißreferenz gelesen
wird, damit man erste Unterabtast-Weißbezugsdaten „W0" erhält. Dies
führt dazu,
dass eine Lichtmengenreferenz „L0" (= W0 – Dk) eingestellt werden
kann. Alternativ kann die Lichtmengenreferenz L0 dadurch eingestellt
werden, dass direkt die Lichtmenge der Lichtquelle unter Verwendung
eines Sensors (nicht dargestellt) gelesen wird.
-
(2) BEFEHL FÜR ORIGINALLESEVORGANG
-
In
einem Schritt 202 wartet die Bildleseeinrichtung auf einen
Befehl zur Anweisung, ob das Original gelesen wird oder nicht. Im
Einzelnen schließt ein
Benutzer einen Personalcomputer (nicht gezeigt) an die Schnittstelle 15 der
Bildleseeinrichtung an, und legt das Original 8 auf die
Originalbasis 1 auf. Wenn dann der Benutzer einen Bereich über den Personalcomputer
festlegt, und die Ausführung
des Lesevorgangs anweist, geht die Operation des Vorgangs zu einem
nächsten
Schritt über.
-
(3) ERFASSUNG DER LICHTMENGE
DER LICHTQUELLE
-
In
einem Schritt 203 wird die Lichtmenge „L1" der Lichtquelle vor dem Lesen des Originals
erfasst. Die Lichtmenge L1 der Lichtquelle kann mit Hilfe des selben
Erfassungsverfahrens erfasst werden, das eingesetzt wird, wenn die
Lichtmengenreferenz „L0" in der vorherigen
Stufe (1) eingestellt wird.
-
Weiterhin
kann in einem derartigen Fall, in welchem die Lichtmenge L1 der
Lichtquelle durch Lesen der Unterabtast-Weißreferenz 10 eingestellt wird,
oder direkt durch den Zeilensensor gelesen wird, die Lichtmenge
L1 der Lichtquelle in jeder Lesezeile erfasst werden (was nachstehend
erläutert wird).
-
(4) EINSTELLUNG DES WEISSBEZUGSKORREKTURKOEFFIZIENTEN
-
Wie
in 6 dargestellt, ändert sich die Lichtmenge der
Lichtquelle, in Abhängigkeit
von der Temperatur und der seit dem Einschalten der Stromversorgung
verstrichenen Zeit. Als Ergebnis von Versuchen, die von den Erfindern
der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurden, stellten diese
fest, dass in Bezug auf die Änderung
der Lichtmenge der Lichtquelle die Änderungsrate in Bezug auf die
Lichtmengenverteilung entlang der Hauptabtastrichtung konstant ist.
-
Dies
führt dazu,
dass die folgende Beziehung vorhanden ist:
(Aw1 – Dk)/(Bw1 – Dk) =
(Aw2 – Dk)/(Bw2 – Dk) =
... = (Awn – Dk)/(Bwn – Dk), wobei
nunmehr angenommen wird, dass die Weißbezugsdaten des ersten Elements
bis zum n-th Element des Zeilensensors gleich Aw1, Aw2, ..., Awn
sind, die eingestellt werden, wenn die Lichtmenge der Quelle einen
bestimmten Wert aufweist; die Weißbezugsdaten nach Änderung
der Lichtmenge der Lichtquelle gleich Bw1, Bw2, ..., Bwn sind; und
die Schwarzbezugsdaten gleich Dk sind. Wenn beispielsweise das Licht
der Lichtquelle nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit dunkler wird,
ist die Verteilung der Weißbezugsdaten
graphisch in 7 dargestellt. Wenn dieses Verteilungsergebnis
eingesetzt wird, kann dann, wenn der Weißbezugskorrekturkoeffizient,
wie nachstehend geschildert, eingestellt wird, um hierdurch die
Weißbezugsdaten
zu korrigieren, der negative Einfluss, der durch die Änderung
der Lichtmenge der Lichtquelle hervorgerufen wird, korrigiert werden.
-
In
einem Schritt 205 wird ein Weißbezugskorrekturkoeffizient „C" berechnet, auf Grundlage
der nachstehend angegebenen Formel, der eingestellt wird unter Verwendung
der Lichtmengenreferenz L0, die eingestellt wird, wenn die Weißreferenz
eingestellt wird, sowie der Lichtmenge „L1" der Lichtquelle, die erfasst wurde,
bevor das Original gelesen wurde: C = L1/L0 =
(W1 – Dk)/(W0 – Dk);
wobei "W1" zweite Unterabtast-Weißbezugsdaten bezeichnet.
-
Der
Einstellvorgang für
die Weißbezugsdaten
benötigt
einen langen Zeitraum, da die Weißbezugsdaten von sämtlichen
Elementen des Zeilensensors gelesen werden müssen, wogegen infolge der Tatsache,
dass der Weißbezugskorrekturkoeffizient durch
Erfassung einer Lichtmenge „L1" der Lichtquelle
eingestellt werden kann, der Einstellvorgang innerhalb eines kurzen
Zeitraums erzielt wird.
-
(5) LESEN EINES ORIGINALS
-
In
einem Schritt 206 wird das Original gelesen. Die Steuereinrichtung 14 schaltet
die Lichtquelle 4 ein (im Falle eines Transparenzoriginals
wird die Lichtquelle 6 eingeschaltet), und transportiert
aufeinanderfolgend den Schlitten 3 auf die jeweiligen Lesezeilenpositionen.
Dies führt
dazu, dass an den jeweiligen Lesezeilenpositionen elektrische Ladungen
(Signalladungen) in dem Zeilensensor 5 gespeichert werden,
deren Größe direkt
proportional zum Reflexionsvermögen
(oder Transmissionsvermögen)
des Originals 8 ist. Die Ladungen, die in dem Zeilensensor 5 gespeichert
werden, werden von diesem Zeilensensor 5 an den Verstärker 11 nach
Ablauf eines vorbestimmten Zeitraums ausgegeben, und dann wird der
Zeilensensor 5 zur nächsten
Lesezeilenposition bewegt.
-
Die
Ausgangssignale, die von den jeweiligen photoelektrischen Wandlerelementen
des Zeilensensors 5 stammen, werden vom Verstärker 11 verstärkt, und
dann wird mit den verstärkten
Ausgangssignalen eine A/D-Wandlung durch die A/D-Wandlereinheit 12 in digitale,
elektrische Lichtmengensignale Dn durchgeführt, die aufeinanderfolgend
an die Schattierungskorrekturschaltung 13 ausgegeben werden.
-
Die
Schaltung der Schattierungskorrektureinheit 13 gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in 1 gezeigt.
Diese Schattierungskorrektureinheit 13 führt die
Schattierungskorrektur so durch, wie dies in den nachstehenden Schritten
A) bis E) angegeben ist:
- A) Die digitalen Lichtmengendaten „Dn", die von der A/D-Wandlereinheit 12 stammen,
werden einer Subtrahierschaltung 21 zugeführt, in
welcher eine Differenz (Dn – Dk)
zwischen dem digitalen, elektrischen Lichtmengensignal Dn und den Schwarzbezugsdaten
Dk der Schwarzbezugsspeichereinheit 22 berechnet wird.
- B) Dann werden in einer Multiplizierschaltung 25 sowohl
die Hauptabtast-Weißbezugsdaten
Dw, die in der Weißbezugsspeichereinheit 24 gespeichert
sind, als auch die Schwarzbezugsdaten Dk, die in der Schwarzbezugsspeichereinheit 22 gespeichert
sind, mit dem Weißbezugskorrekturkoeffizienten
C multipliziert, um eine Korrektur durchzuführen.
- C) Dann werden die Ausgangsdaten (Dn – Dk) von der Subtrahierschaltung 21 durch
den Ausgangswert C(Dw – Dk)
dividiert, der von der Multiplizierschaltung 25 stammt,
durch eine Divisionsschaltung 23, um korrigierte Daten
Dn' zu berechnen.
- D) Die korrigierten Daten Dn' werden
an eine andere Korrektureinheit 16 ausgegeben. Verschiedene
Umwandlungen, beispielsweise die Gamma-Korrektur, und eine Vergrößerung oder
Verkleinerung, werden bei den korrigierten Daten Dn' durchgeführt, welche
der anderen Korrektureinheit 16 zugeführt werden. Die umgewandelten Daten
werden über
die Schnittstelle 15 an einen Personalcomputer und dergleichen
geliefert.
- E) Dann werden die Vorgänge,
die in den voranstehend geschilderten Schritten A) bis D) festgelegt
sind, wiederholt bei Signalen durchgeführt, die von den jeweiligen
photoelektrischen Wandlerelementen des Zeilensensors 5 ausgegeben werden.
-
In
der nächsten
Lesezeile werden die voranstehend geschilderten Vorgänge wiederholt
durchgeführt,
um hierdurch das Bild innerhalb des festgelegten Bereiches zu lesen.
-
Falls
die Lichtmenge der Lichtquelle direkt von dem Sensor gelesen wird,
um erfasst zu werden, oder die Unterabtast-Weißreferenz 10 zur
Erfassung gelesen wird, wird die Lichtmenge L1 der Lichtquelle in
jeder Lesezeile erfasst, und wird der Weißbezugskorrekturkoeffizient
C in Bezug auf jede Lesezeile eingestellt, so dass selbst Änderungen
der Lichtmenge, die hervorgerufen werden, während ein Blatt des Originals
gelesen wird, durch die Schattierungskorrektureinheit 13 korrigiert
werden können.
Anders ausgedrückt,
kann die Schattierungskorrektur auch in Bezug auf die Änderung
der Lichtmenge entlang der Unterabtastrichtung durchgeführt werden.
-
Unter
Bezugnahme auf das in 8 dargestellte Flussdiagramm
wird der durch den Schritt 206 vorgegebene Vorgang im Einzelnen
beschrieben. In 8 wird die Lichtmenge L1 der
Lichtquelle in den jeweiligen Lesezeilen in einem Schritt 301 erfasst, und
wird der Weißbezugskorrekturkoeffizient
C in einem Schritt 302 auf ähnliche Weise wie beim voranstehend
geschilderten Schritt 205 eingestellt. In einem Schritt 304 wird
die Schattierungskorrektur bei dem elektrischen Signal Dn einer
Lesezeile durchgeführt,
die im Schritt 303 gelesen wurde, unter Verwendung des
Weißbezugskorrekturkoeffizienten
C entsprechend den voranstehend geschilderten Schritten A) bis E).
In einem weiteren Schritt 305 wird, wenn die im Schritt 303 gelesene
Zeile einer letzten Lesezeile entspricht, die vor dem Lesen des Dokuments
festgelegt wurde, der Lesevorgang fertig gestellt. Wenn im Gegensatz
hierzu diese Lesezeile nicht der letzten Lesezeile entspricht, die
vor dem Lesen des Dokuments festgelegt wurde, wird der Schlitten
zur nächsten
Lesezeile bewegt, und kehrt daraufhin der Vorgang zum Schritt 301 zurück.
-
Nachdem
die in den Schritten 201, 202, 203, 205 und 206 angegebenen
Vorgänge
durchgeführt wurden,
ist ein Originalblatt gelesen. Wenn das nächste Original gelesen wird,
kehrt der Vorgang zum Schritt 202 zurück. Da der Einstellvorgang
für die
Weißbezugsdaten
gemäß für 201 weggelassen werden
kann, können
die Zeiträume
verkürzt
werden, die vom Beginn des Originallesevorgangs bis zu dessen Ende
reichen, wenn mehrere Originale gelesen werden. Während die
Daten in Bezug auf die Änderung
des Weißbezugskorrekturkoeffizienten,
hervorgerufen durch die seit dem Einschalten der Lichtquelle verstrichene
Zeit, vorher in der Weißbezugskorrektur-Speichereinheit
gespeichert werden, werden ordnungsgemäße Daten von der Steuereinrichtung 14 in Reaktion
auf die Zeit gelesen, die nach Beginn des Einschaltvorgangs der
Lichtquelle verstrichen ist, und werden diese gelesenen Daten als
der Weißbezugskorrekturkoeffizient
C verwendet, so dass der Schritt zur Erfassung der Lichtmenge der
Lichtquelle weggelassen werden kann.
-
9 ist
ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, nämlich
eines Falls, in welchem mehrere Originale gelesen werden.
-
Bei
dieser Ausführungsform
ist ein Schritt 204 vorhanden, der sich an den Schritt 203 anschließt, in welchem
die Lichtmenge L1 der Lichtquelle erfasst wird. Wenn im Schritt 204 ein
Absolutwert |L1 – L0|
= (|W1 – W0|)
einer Differenz zwischen der Lichtmengenreferenz L0 und der Lichtmenge
L1 der Lichtquelle kleiner oder gleich einem vorbestimmten Einstellwert
ist, dann geht der Vorgang zum nächsten
Schritt 205 über.
In diesem Schritt 205 wird das Original gelesen. Wenn der
Absolutwert |L1 – L0| größer ist
als ein bestimmter Einstellwert, dann kehrt der Vorgang zum Schritt 201 zurück. Dann
können, nachdem
die Weißbezugsdaten
erneut eingestellt wurden, damit das Original korrekt gelesen wird,
die Originale gelesen werden.