JP2000358159A

JP2000358159A - 画像読み取り装置

Info

Publication number: JP2000358159A
Application number: JP11170496A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Maehara; 孝明前原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-06-17
Filing date: 1999-06-17
Publication date: 2000-12-26
Anticipated expiration: 2019-06-17
Also published as: JP4239302B2

Abstract

(57)【要約】【課題】白基準板に付着する多少のゴミ・汚れの有無
に関わらず精度良く原稿の画像データ読み取りができる
ようにする。【解決手段】キャリッジ７を基準位置に動かして白基
準板１３のレベルを取得する際に、主走査差方向レベル
変化量を検出し、設定した閾値を超えた場合、基準位置
を移動して複数回読み取り基準取り込みを行う。読み取
られた複数回の基準データに対して所定の演算を施して
基準データの精度を上げた。また、定められた上限回数
のリトライを実施しても、同じ位置にムラ・汚れが検出
された場合には、イメージセンサ４の特定画素の感度落
ちによる欠陥画素と判定する機能、また前回の基準読み
取り位置と検出された欠陥画素位置を記憶する手段を設
け、次回の電源ＯＮ時には、イニシャル時間の短縮化を
図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、イメージスキャナ
装置、ディジタル複写機、ファクシミリ等に用いられる
画像読み取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、イメージスキャナ装置、ディジタ
ル複写機などで原稿の画像データを多階調でディジタル
的に読み出し、プリンタやディスプレイ等の出力装置を
介して中間調の再現をすることのできる画像読み取り装
置が多く利用されるようになってきた。中間調を含む原
稿の画像データを多階調で精度よく読み取るためには、
照射光学系を工夫してイメージセンサの露光光量を上
げ、原稿白部の読み取り出力を増大することで画像デー
タのＳ／Ｎ比を上げること、および光源の照射光量を一
定に保持し、原稿白部の信号レベルの変動や、原稿黒部
の黒レベルの浮きを抑えることが重要になる。

【０００３】そのため、予め白レベルおよび黒レベルの
基準の読み取りを行って、原稿読み取り画像データを基
準データを元にシェーディング補正と呼ばれるディジタ
ル演算により正規化し、精度良く階調再現を行うような
技術がディジタル技術の進歩につれて主流になりつつあ
る。これら画像読み取りにおける階調再現技術の進歩に
伴ない、カラー・白黒の写真や印刷物等の原稿を画像デ
ータに変換して簡便に入力することのできるフラットベ
ッドタイプの画像読み取り装置が普及してきている。

【０００４】以下、このような従来の画像読み取り装置
について説明する。

【０００５】図１９は従来の画像読み取り装置を示す機
構系ブロック図である。

【０００６】図１９に示す画像読み取り装置において、
遮光部材５は、スリットが設けられており、光源２の余
分な光束を制限する機能を有する。原稿ガラス６は、ガ
ラス等の光透過材質で形成されており、使用者により読
み取り用の原稿１を一枚ずつ載置可能に構成されてい
る。キャリッジ７は、光源２、レンズ３、ＣＣＤ等のラ
イン型イメージセンサ４、遮光部材５で構成される光学
系を保持して、矢印Ａで示す副走査方向に移動可能に構
成されている。キャリッジ駆動手段８は、駆動プーリ
９、従動プーリ１０、駆動ワイヤ１１、モータ１２で構
成されており、キャリッジ７を原稿面副走査両方向に移
動可能に構成されている。白基準板１３は、後で述べる
シェーディング処理時の白レベル基準を与える機能を有
する。

【０００７】透過光源ユニット１４は、複数の光源１５
および、これら複数の光源１５からの照射光を材料内部
で拡散反射しつつ透過するようにした光拡散板１６から
なり、原稿ガラス６で規定される原稿読み取り範囲全体
にほぼ均一に複数の光源１５からの光束を照射するよう
に構成されている。この透過光源ユニット１４は、ポジ
フィルム等の透過原稿の読み取りに用いるが、写真・印
刷物等の反射原稿の読み取りの際に、原稿１を原稿ガラ
ス６上に担持するための原稿蓋としての機能も有する。

【０００８】図２０は従来の画像読み取り装置を示す回
路系ブロック図である。

【０００９】図２０に示す画像読み取り装置において、
イメージセンサ駆動回路１００は、イメージセンサ４に
走査開始信号ＨＳＹＮＣおよび走査クロック信号ＶＣＬ
Ｋを与える。アンプ１０１は、イメージセンサ４からの
画像信号出力を適正なレベルまで増幅する。Ａ／Ｄ変換
器１０２は、イメージセンサ４からの画像信号を量子化
しディジタル値の画像データへ変換する。インタフェー
ス回路１０４は、画像データを一定量蓄積し、外部装置
（図示せず）の指示に従って同期を取りながら読み取っ
た原稿の画像データを出力する。モータ駆動回路１０５
は、モータ１２を任意の速度で回転させる。ＣＰＵ１０
６は、光源２、複数の光源１５、イメージセンサ駆動回
路１００、シェーディング補正回路１０３ａ、インタフ
ェース回路１０４、モータ駆動回路１０５を制御する。

【００１０】シェーディング補正回路１０３ａは、光源
２の照射光の不均一性およびイメージセンサ４の各画素
毎の感度ばらつき等がもたらす、主走査方向の画像信号
出力のばらつきを正規化し補正する。シェーディング補
正回路１０３ａの内部構成として、白基準メモリ１０７
は、白基準データを保存し、黒基準メモリ１０８は、黒
基準データを保存する。また、第１の減算器１０９は、
白基準データから黒基準データを減算し、第２の減算器
１１０は、画像読み取り時に、画像データから黒基準デ
ータを減算する。さらに、乗算器１１１は、第２の減算
器１１０の出力に、ＣＰＵ１０６から与えられた係数ｋ
１を掛け合わせる。そして、第１の除算器１１２は、乗
算器１１１の出力データを第１の減算器１０９の出力を
母数として割り算を実行し、その結果をシェーディング
補正出力として与える。

【００１１】以上のように構成された従来の画像読み取
り装置について、図２１および図２２を参照しながら以
下にその動作を説明する。

【００１２】ホストコンピュータ等の外部装置（図示せ
ず）からフラットベッド上の印刷物・写真等の反射原稿
の画像読み取りが指示されると、ＣＰＵ１０６はイニシ
ャル処理を実行する。すなわち、ＣＰＵ１０６は、モー
タ１２を駆動しキャリッジ駆動手段８を介してキャリッ
ジ７を原稿副走査方向Ａの左側方向へ駆動し、キャリッ
ジ７を待機位置に移動させる原点復帰動作を実行する。

【００１３】原点復帰動作が完了した後、ＣＰＵ１０６
は、光源２を点灯させると共に、キャリッジ７を待機位
置から白基準板１３の下方のシェーディングを行う基準
位置Ｈ１に移動させ、図２１の下図に示すように原稿最
大白の基準値、つまり白基準値として白基準板１３の画
像データの読み取りを行う。この際に、シェーディング
補正回路１０３ａ内の白基準メモリ１０７を書き込みモ
ードに切り替えて書き込みを行うことで、この画像デー
タを白基準データとして保持する。

【００１４】白基準データの書込みが終了すると、ＣＰ
Ｕ１０６は、光源２を消灯し暫時待機した後、図２１の
下図に示す最大黒の基準値、つまり黒基準値として暗時
の画像データの読み取りを行う。この際に、シェーディ
ング補正回路１０３ａ内の黒基準メモリ１０８を書き込
みモードに切り替えて書き込みを行うことで、暗時の画
像データを黒基準データとして保持する。

【００１５】このようにして、イニシャル処理において
白基準データおよび黒基準データの書き込みが完了する
と、ＣＰＵ１０６は、シェーディング補正回路１０３ａ
内の白基準メモリ１０７および黒基準メモリ１０８を読
み出しモードにセットし、キャリッジ７を所定の待機位
置まで戻してイニシャル処理を完了する。

【００１６】イニシャル処理が完了すると、ＣＰＵ１０
６は、フラットベッド上に手動で原稿１がセットされた
ものと判断して、光源２を再び点灯した後、モータ駆動
回路１０５を介してキャリッジ７を右側の原稿先端へ移
動させ、原稿ガラス６上にセットされた原稿１の画像デ
ータの読み出し動作に入る。

【００１７】キャリッジ７が原稿先端部に到達すると、
原稿ガラス６を通して光源２からの光束が照射され、こ
の光束に対応する原稿からの反射光はレンズ３により集
光され、イメージセンサ４の受光部上に結像する。この
とき遮光部材５は、原稿１の読み取り部分付近以外の光
源２からの光束を制限し、光源フレアの発生を抑制す
る。

【００１８】イメージセンサ４の受光部には、原稿の主
走査方向に１ラインまたは複数ライン分に渡り、受光素
子が配列されている。各々の受光素子は、対応する原稿
位置の原稿反射光の大小に比例した電荷が、イメージセ
ンサ駆動回路１００より与えられるＨＳＹＮＣ信号の周
期の間蓄積され、電気信号としての画像信号に変換され
る。この画像信号は、イメージセンサ駆動回路１００か
ら与えられるビデオクロック信号ＶＣＬＫに同期して順
次出力される。

【００１９】イメージセンサ４から出力された１ライン
分の画像信号は、十分なレベルまでアンプ１０１で増幅
された後、Ａ／Ｄ変換器１０２により量子化されたディ
ジタル値の画像データに変換される。この画像データ
は、照射光の不均一性およびイメージセンサ４の各画素
毎の感度ばらつき等がもたらす、主走査方向の画像信号
出力ばらつき、つまりシェーディング歪みを含んでい
る。

【００２０】この画像データは、シェーディング補正回
路１０３ａへ入力される。前に説明したように、シェー
ディング補正回路１０３ａの内部の白基準メモリ１０７
および黒基準メモリ１０８には、イニシャル処理により
予め基準データが書込まれており、原稿１の画像読み取
り動作中においては、ＶＣＬＫ信号に同期して出力され
る画像データの画素位置に従って対応する基準データの
読み出しが行われる。

【００２１】まず、第１の減算器１０９により読み出さ
れる画像データの画素位置に対応する白基準データから
黒基準データが差し引かれる。このデータは、シェーデ
ィング歪みを正規化して補正するために参照するデータ
となる。同様に、原稿１から読み出される画像データ
は、第２の減算器１１０に入力されて画像データに含ま
れる黒基準データ成分が差し引かれる。さらに、このデ
ータは、乗算器１１１により、ＣＰＵ１０６から与えら
れた補正係数ｋ１が掛け合わされる。補正係数ｋ１は、
原稿１の下地を読み取らないように原稿１の反射率と白
基準板１３の反射率の違いを補正する係数が選ばれ、両
者に違いがなければｋ１＝１となる。

【００２２】ここで乗算器１１１および第１の減算器１
０９から出力される２つのデータは、第１の除算器１１
２で割り算されてシェーディング補正データとなる。す
なわち、シェーディング補正データ＝ｋ１×（画像データ−黒基準データ）／（白基準データ−黒基準データ）・・・（１）という演算が実行され、シェーディング歪みの補正が行
われる。

【００２３】ここで、図２２の下図に示すシェーディン
グ係数は、１／（白基準データ−黒基準データ）であ
り、第１の減算器１０９によって画像データから黒基準
データを差し引いたデータを参照し、シェーディング係
数を掛け合わせてシェーディング補正により補正された
画像データを得るステップを簡単に説明している。

【００２４】こうして、原稿１の画像データは、白基準
データを原稿の最大反射率として正規化し、シェーディ
ング歪みが補正されて出力される。補正後の画像データ
は、順次インタフェース回路１０４を介して外部装置
（図示せず）の指示に従って出力される。こうして、原
稿の１ライン分の読み取り画像データの読み取りが完了
すると、ＣＰＵ１０６は、キャリッジ７を次の読み取り
ラインへ移動し、次ラインの画像データを注目ラインと
して順次読み出しを継続する。

【００２５】このようにして、１ライン分の画像データ
を得る度に、モータ駆動回路１０５により駆動手段８を
介してキャリッジ７を１ライン分に相当する移動距離づ
つ移動させていくことにより、原稿１が持つ２次元の画
像データを平面的に順次読み取っていくことができるよ
う構成されている。

【００２６】次に、透過原稿読み取りユニットを用いて
ポジフィルム等の透過原稿読み取りを行う場合の動作に
ついて説明する。

【００２７】ホストコンピュータ等の外部装置（図示せ
ず）から今度はフラットベッド上のポジフィルム等の透
過原稿の画像読み取りが指示されると、ＣＰＵ１０６
は、モータ１２を駆動しキャリッジ駆動手段８を介して
キャリッジ７を原稿副走査方向Ａの左側方向へ駆動し、
原稿１の読み出し開始位置（ホーム位置）に移動させる
原点復帰動作を実行する。

【００２８】原点復帰動作が完了した後、ＣＰＵ１０６
は、キャリッジ７上の光源２は消灯したまま、原稿ガラ
ス６の先端部へキャリッジ７を移動させ、今度は透過光
源ユニット１４の複数の光源１５を点灯する。原稿１が
透過原稿の場合は、原稿ガラス４の先頭位置を避けてセ
ットされるので、この位置の画像データが透過原稿の場
合の白基準データとなる。ＣＰＵ１０６は、この際の出
力データをシェーディング補正回路１０３ａ内の白基準
メモリ１０７に白基準データとして保持する。次に、Ｃ
ＰＵ１０６は、透過光源ユニットの複数の光源１５を消
灯させ、この際にイメージセンサ４により検出される出
力を黒基準データとして、シェーディング補正回路１０
３ａ内の黒基準メモリ１０８に黒基準データとして続け
て保持する。

【００２９】白基準データおよび黒基準データの取り込
みによりイニシャル動作が終了すると、ＣＰＵ１０６
は、フラットベッド上に原稿１がセットされたものと判
断して、複数の光源１５を再び点灯させた後、モータ駆
動回路１０５を介してキャリッジ７を矢印Ａの右側に示
す原稿先端位置へと移動させ、原稿ガラス６上に先端部
を避けてセットされた原稿１の画像データの読み出し動
作に入る。

【００３０】キャリッジ７が原稿先端部に到達すると、
原稿１へは複数の光源１５からの光束が光拡散板１６を
介して均一に照射され、この光束に対応する原稿１から
の透過光は原稿ガラス４を通った後、レンズ３により集
光され、イメージセンサ４の受光部上に結像する。この
とき遮光部材５は、複数の光源１５からの余分な光束を
制限し光源フレアの発生を抑制する。

【００３１】以降の画像読み取り動作については、前に
説明した印刷物・写真等の反射物原稿の読み取りと全く
同じであり、説明は省略する。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成による画像読み取り装置においては、図２３
に示すように白基準板１３に汚れ、きずが少しでも発生
すると、対応する画素の白基準読み取り出力が実際より
低くなる。このため、シェーディング補正後の画像デー
タとしては、図２４に示すようにシェーディング補正回
路１０３ａの動作により低い部分が高く補正されるの
で、実際の画像データより高く出力されてしまう。この
誤補正は、パターン的な固定ノイズ成分として副走査方
向全幅に渡って発生するので、読み取り画像に視認され
る白筋となって現れ、画像品質を著しく劣化させる。

【００３３】このため、従来の白基準板１３について
は、製造時にごみ、汚れ等について特別に留意しなけれ
ばならず、画像読み取り装置の生産において障害となっ
ている。また、透過原稿読み取りの際に問題となる原稿
ガラス６表面に付着した汚れや、経時的に発生する原稿
ガラス６内部へのゴミ付着等の汚れについては、従来で
は対処のしようがなかった。

【００３４】近年ではイメージセンサ製造技術の進歩に
伴い読み取り解像度が高解像度化してきているため、よ
り細かなゴミ、汚れに対しても読み取り画像に大きな影
響を受けるようになり益々大きな問題となってきてい
る。

【００３５】そこで、本発明は、白基準板に付着する多
少のゴミ・汚れの有無に関わらず精度良く原稿の画像デ
ータ読み取りができる画像読み取り装置を提供すること
を目的とする。

【００３６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の画像読み取り装置は、原稿の主走査方向に
対応する受光画素列を有するイメージセンサを用いた読
み取り手段と、原稿を照射する光源と、原稿からの反射
光ないしは透過光を読み取り手段に結像する光学手段
と、読み取り手段を原稿副走査方向に相対的に移動させ
る駆動手段と、読み取り基準の基準データを取得する基
準データ取得手段と、基準データのレベル変化量を検出
するレベル変化量検出手段と、一定以上のレベル変化量
を弁別する閾値検出手段と、基準データの取得に際して
複数の基準位置を持たせ、各基準位置間で読み取り手段
を移動させて基準データを再取得する基準データ再取得
手段とを有する構成としたものである。

【００３７】これにより、反射原稿か透過原稿かに関わ
らず、読み取り画像品位が高品位で、外部からのゴミの
進入等による経時的な変化にも影響が少なく、かつイニ
シャル処理時間を短縮でき、信頼性の高い画像読み取り
装置が得られる。

【００３８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、原稿の主走査方向に対応する受光画素列を有するイ
メージセンサを用いた読み取り手段と、原稿を照射する
光源と、原稿からの反射光ないしは透過光を読み取り手
段に結像する光学手段と、読み取り手段を原稿副走査方
向に相対的に移動させる駆動手段と、読み取り基準の基
準データを取得する基準データ取得手段と、基準データ
のレベル変化量を検出するレベル変化量検出手段と、一
定以上のレベル変化量を弁別する閾値検出手段と、基準
データの取得に際して複数の基準位置を持たせ、各基準
位置間で読み取り手段を移動させて基準データを再取得
する基準データ再取得手段とを有する画像読み取り装置
であり、イニシャル処理としてシェーディング補正を行
うための基準を読み取った基準データに対し、隣接画素
出力間の差の絶対値を計算することで基準データの変化
量を検出し、変化量が設定された閾値を越えた場合は、
基準位置を移動させ、再度基準データの読み取りを行わ
せることが可能になるという作用を有する。

【００３９】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１記載の発明において、閾値検出手段が検出した画素位
置および基準データ取得時の基準位置を記憶する記憶手
段を設けた画像読み取り装置であり、閾値を超えた画素
の位置を記憶し、複数の基準位置のうち前回使用した基
準位置を記憶し、さらに全ての基準位置で同一画素が閾
値を越えた場合、その画素を欠陥画素として記憶するの
で、毎回ゴミ・汚れのない基準位置で、画素の感度落ち
による欠陥の影響を受けることなく、短いイニシャル処
理時間でシェーディング補正のための基準データを取り
込むことが可能になるという作用を有する。

【００４０】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１または２記載の発明において、複数の基準位置で得た
基準データ取得結果を保持する保持手段と、各基準デー
タ取得結果の同一画素位置データ間に所定の演算を加え
る演算手段とを設け、所定の演算結果を新規の基準デー
タとした画像読み取り装置であり、基準位置を移動して
得た複数回の白基準データおよび黒基準データに対し
て、複数回の基準データ間に所定の演算処理を施すこと
により、基準のゴミ・汚れ等の影響を抑制するととも
に、白基準および黒基準の取り込みデータのバラツキを
抑制し、副走査方向に現れる固定ノイズを抑制すること
で、読み取り画像の画質およびＳ／Ｎの向上を図ること
が可能になるという作用を有する。

【００４１】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
３記載の発明において、所定の演算は、複数の基準デー
タの各画素位置に対応する平均値を抽出する演算である
画像読み取り装置であり、基準位置を移動して得た複数
回の白基準データおよび黒基準データに対して、複数回
の基準データ間に上記演算処理を施すことにより、基準
のゴミ・汚れ等の影響を抑制するとともに、白基準およ
び黒基準の取り込みデータのバラツキを抑制し、副走査
方向に現れる固定ノイズを抑制することで、読み取り画
像の画質およびＳ／Ｎの向上を図ることが可能になると
いう作用を有する。

【００４２】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
３記載の発明において、所定の演算は、複数の基準デー
タの各画素位置に対応する最大値を抽出する演算である
画像読み取り装置であり、基準位置を移動して得た複数
回の白基準データおよび黒基準データに対して、複数回
の基準データ間に上記演算処理を施すことにより、基準
のゴミ・汚れ等の影響を抑制するとともに、白基準およ
び黒基準の取り込みデータのバラツキを抑制し、副走査
方向に現れる固定ノイズを抑制することで、読み取り画
像の画質およびＳ／Ｎの向上を図ることが可能になると
いう作用を有する。

【００４３】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
３記載の発明において、所定の演算は、複数の基準デー
タの各画素位置に対応する下限値および上限値に近い１
つまたは複数のデータを除いた残りのデータを平均化処
理する演算である画像読み取り装置であり、基準位置を
移動して得た複数回の白基準データおよび黒基準データ
に対して、複数回の基準データ間に上記演算処理を施す
ことにより、基準のゴミ・汚れ等の影響を抑制するとと
もに、白基準および黒基準の取り込みデータのバラツキ
を抑制し、副走査方向に現れる固定ノイズを抑制するこ
とで、読み取り画像の画質およびＳ／Ｎの向上を図るこ
とが可能になるという作用を有する。

【００４４】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
３記載の発明において、所定の演算は、複数の基準デー
タの各画素位置に対応する中央値を抽出する演算である
画像読み取り装置であり、基準位置を移動して得た複数
回の白基準データおよび黒基準データに対して、複数回
の基準データ間に上記演算処理を施すことにより、基準
のゴミ・汚れ等の影響を抑制するとともに、白基準およ
び黒基準の取り込みデータのバラツキを抑制し、副走査
方向に現れる固定ノイズを抑制することで、読み取り画
像の画質およびＳ／Ｎの向上を図ることが可能になると
いう作用を有する。

【００４５】本発明の請求項８に記載の発明は、請求項
１〜７の何れか一項に記載の発明において、透過原稿の
読み取りに適用する画像読み取り装置であり、原稿の種
類にかかわらず、上述した各作用を有する。

【００４６】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図１８を用いて説明する。なお、これらの図面にお
いて同一の部材および従来技術と同一の部材には同一の
符号を付しており、また、重複した説明は省略されてい
る。

【００４７】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における画像読み取り装置を示す機構系ブロック
図、図２は本発明の実施の形態１における画像読み取り
装置を示す回路系ブロック図、図３は本発明の実施の形
態１における画像読み取り装置の白基準値取り込み動作
を示すフローチャート、図４は本発明の実施の形態１に
おける画像読み取り装置の白基準および黒基準データ取
得動作の一例を示す説明図、図５は本発明の実施の形態
１における画像読み取り装置の白基準および黒基準デー
タ取得動作の他の一例を示す説明図、図６は本発明の実
施の形態１における画像読み取り装置の反射原稿読み取
り時のシェーディング補正動作の一例を示す説明図、図
７は本発明の実施の形態１における画像読み取り装置の
反射原稿読み取り時のシェーディング補正動作の他の一
例を示す説明図、図８は本発明の実施の形態１における
画像読み取り装置の透過原稿読み取り時のシェーディン
グ補正動作の一例を示す説明図、図９は本発明の実施の
形態１における画像読み取り装置の透過原稿読み取り時
のシェーディング補正動作の他の一例を示す説明図であ
る。なお、図１は図１９の従来の技術の画像読み取り装
置の構成と全く同一であるので、ここでの説明は省略す
る。

【００４８】図２に示す画像読み取り装置において、イ
メージセンサ駆動回路１００は、イメージセンサ４に走
査開始信号ＨＳＹＮＣおよび走査クロック信号ＶＣＬＫ
を与える。アンプ１０１は、イメージセンサ４からの画
像信号出力を適正なレベルまで増幅する。Ａ／Ｄ変換器
１０２は、イメージセンサ４からの画像信号を量子化し
ディジタル値の画像データへ変換する。インタフェース
回路１０４は、画像データを一定量蓄積し、外部装置
（図示せず）の指示に従って同期を取りながら読み取っ
た原稿の画像データを出力する。モータ駆動回路１０５
は、モータ１２を任意の速度で回転させる。ＣＰＵ１０
６は、光源２、複数の光源１５、イメージセンサ駆動回
路１００、シェーディング補正回路１０３ｂ、インタフ
ェース回路１０４、モータ駆動回路１０５を制御する。

【００４９】シェーディング補正回路１０３ｂは、光源
２の照射光が有する不均一性およびイメージセンサ４の
各画素毎の感度ばらつき等がもたらす、主走査方向の画
像信号出力のばらつきを正規化し補正する。シェーディ
ング補正回路１０３ｂの内部構成として、白基準メモリ
１０７は、白基準データを保存し、黒基準メモリ１０８
は、黒基準データを保存する。また、第１の減算器１０
９は、白基準データから黒基準データを減算し、第２の
減算器１１０は、画像読み取り時に、画像データから黒
基準データを減算する。さらに、乗算器１１１は、第２
の減算器１１０の出力に、ＣＰＵ１０６から与えられた
係数ｋ１を掛け合わせる。そして、第１の除算器１１２
は、乗算器１１１の出力データを第１の減算器１０９の
出力を母数として割り算を実行し、その結果をシェーデ
ィング補正出力として与える。

【００５０】ここまでは従来の技術の画像読み取り装置
の構成と同一であるが、シェーディング補正回路１０３
ｂは、以下の点で従来の技術でのシェーディング補正回
路１０３ａから改良された構成となっている。すなわ
ち、白基準メモリ１０７および黒基準メモリ１０８は、
ＣＰＵ１０６から調停回路（図示せず）により独立にデ
ータの読み出しおよび書き込みを行うことができるよう
に構成されている。さらに、ＣＰＵ１０６により書き込
み・読み出しが可能な不揮発性のＥＥ−ＲＯＭ（記憶手
段）１１３と、複数ライン分の画像メモリを退避するこ
とのできるバッファメモリ（保持手段）１１４が新しく
追加されている。

【００５１】以上のように構成された本発明の実施の形
態１における画像読み取り装置について、以下にその動
作を図３、図４および図５を参照しながら説明する。

【００５２】ホストコンピュータ等の外部装置（図示せ
ず）からフラットベッド上の印刷物・写真等の反射原稿
の画像読み取りが指示されると、ＣＰＵ１０６はイニシ
ャル処理を開始する。すなわち、ＣＰＵ１０６は、モー
タ１２を駆動しキャリッジ駆動手段８を介してキャリッ
ジ７を原稿副走査方向Ａの左側方向へ駆動し、キャリッ
ジ７を待機位置に移動させる原点復帰動作を実行する。

【００５３】原点復帰動作が完了した後、ＣＰＵ１０６
は、基準データ取得手段として機能する。すなわち、Ｃ
ＰＵ１０６は、光源２を点灯させると共に、キャリッジ
７を待機位置から白基準板１３の下方のシェーディング
を行う基準位置Ｈ１に移動させ、白基準板１３の画像デ
ータを読み取らせる（ステップＳ１）。この際に、シェ
ーディング補正回路１０３ｂ内の白基準メモリ１０７を
書き込みモードに切り替え書き込みを行うことで、この
画像データを白基準データとして保持する（ステップＳ
２）。

【００５４】次に、ＣＰＵ１０６は、レベル変化量検出
手段として機能する。すなわち、ＣＰＵ１０６は、白基
準メモリ１０７の読み出しを行い、内容を保持手段であ
るバッファメモリ１１４に退避する。さらに、白基準メ
モリ１０７の内容はさらに隣接する画素間出力値の差の
絶対値がレベル変化量として計算され、同じアドレスに
書き換えられる（ステップＳ３）。

【００５５】１ライン分に渡ってこの演算が終了する
と、ＣＰＵ１０６は、閾値検出手段として機能する。す
なわち、ＣＰＵ１０６は、設定された閾値ＴＨ１を超え
るデータがないことを確認する（ステップＳ４）。図４
の下図では閾値ＴＨ１として、画像データ最大値２５５
に対して約１０％の値２５が設定されている。ここで、
白基準板１３を読み取った白基準データのレベル変化量
は、図４に示すようにランプ２の周辺光量低下やレンズ
のコサイン４乗則等の影響により周辺部で大きな値を示
すが、基準位置Ｈ２での基準データ読み取りの例に示す
ように通常は閾値ＴＨ１を越えることはない。１ライン
分全ての画素についてこの検証が終了し、白基準データ
中に閾値ＴＨ１を越えるレベル変化量を持つ画素が見つ
からなかった場合は、白基準データが正常であると判断
し、白基準データの取り込みを完了する（ステップＳ１
２）。

【００５６】しかし、図４で基準位置Ｈ１の例に示すよ
うに、白基準板１３の基準位置上にゴミ・汚れが現れた
場合、図４中図に示す白基準データの変化は急峻にな
り、図４の下図に示すように基準位置Ｈ１に対応するレ
ベル変化量は閾値ＴＨ１を越えてしまう。ここで、ＣＰ
Ｕ１０６は、基準データ再取得手段として機能する。す
なわち、ＣＰＵ１０６は、このように閾値ＴＨ１を越え
るレベル変化量を持った画素が、白基準データ中に一つ
以上存在した場合は、その画素位置を閾値オーバー画素
位置として記憶手段であるＥＥ−ＲＯＭ１１３に読み取
った基準位置Ｈ１とともに記録し、リトライ処理に移行
する（ステップＳ６）。リトライ処理を行う前にＣＰＵ
１０６は、イメージセンサ４の製造上の理由で発生する
特定の画素の感度落ちにより欠陥画素としてＥＥ−ＲＯ
Ｍ１１３に予め記録された位置でないか確認する（ステ
ップＳ５）。

【００５７】閾値オーバー位置が欠陥画素として登録さ
れた位置と一致した場合は、現在の白基準メモリ１０７
に書き込まれた値を採用し、白基準データの取り込みを
完了する（ステップＳ１２）。急峻なレベル変化であっ
てもイメージセンサ４の特定画素の感度落ちについて
は、シェーディング歪みとして、シェーディング補正で
正規化補正できる範囲であれば問題とならないためであ
る。

【００５８】閾値オーバーの画素が、登録された欠陥画
素以外に発生していた場合は、リトライ処理へ移行す
る。白基準のリトライ処理としてキャリッジ７を設定し
た距離ｄ１分移動して次の基準位置Ｈ２へ移動させる
（ステップＳ７）。このとき、リトライ回数が最大回数
Ｎ１に達したかどうかを判断する（ステップＳ８）。ま
た、白基準の有効範囲から外れていないかを判断し（ス
テップＳ９）、外れた場合は初期の基準位置Ｈ１より再
度リトライ処理を行う。その際、閾値ＴＨ１にオフセッ
トを加えレベルを変更しても良く、初期位置Ｈ１を変更
しても良い（ステップＳ１３）。

【００５９】こうして基準位置が再設定された後、光源
２を点灯し再び白基準データの取り込みを行うとともに
（ステップＳ２）、今回取り込まれた新しい白基準デー
タに対して、隣接画素間のデータ変化量が設定した閾値
を越えていないか白基準データの隣接画素間のレベル変
化量を再度確認する（ステップＳ３）。

【００６０】図４に示すように、新規の基準位置Ｈ２で
のリトライ処理で取り込まれた白基準データのレベル変
化量が、今度は閾値ＴＨ１未満に収まった場合、ＣＰＵ
１０６は、白基準板１３上のゴミ・汚れを回避したと判
断して、今回白基準メモリ１０７に取り込まれた白基準
データを採用し、今回の基準位置Ｈ２をＥＥ−ＲＯＭ１
１３に記憶した後、黒基準データ取得へと処理を移行す
る（ステップＳ１２）。しかし、ここで再度欠陥画素が
発見されると、閾値ＴＨ１を越えた画素位置とその際の
基準位置を再び記録し、繰り返し回数Ｎ１に達するまで
リトライ処理を実行する（ステップＳ８）。

【００６１】リトライ回数が、Ｎ１に達しても常に閾値
オーバーの画素が現れた場合は、エラー処理に移行する
前に閾値オーバーの検出位置が同一画素位置でないか確
認する。同一画素位置の場合は、イメージセンサ４に新
たに発生した感度落ちによる欠陥画素と判定して、ＥＥ
−ＲＯＭ１１３に欠陥画素として画素位置を登録し、白
基準データの書き込みを完了する（ステップＳ１１）。
図５には、イメージセンサ４の欠陥画素による感度落ち
による欠陥画素が発生した例を、図４の欠陥画素が存在
しない場合と対比して示している。同一画素位置でなか
った場合は、白基準異常としてエラー処理を実行する
（ステップＳ１４）。

【００６２】このようにして、イニシャル処理において
白基準データの取り込みが完了すると、ＣＰＵ１０６
は、次に光源２を消灯し暫時待機した後、暗時の画像デ
ータとして読み取りを行い、シェーディング補正回路１
０３ｂ内の黒基準メモリ１０８を書き込みモードに切り
替え書き込みを行うことで、暗時の画像データを黒基準
データとして保持する。この黒基準データの取り込み動
作の説明については従来の技術と同様である。

【００６３】次に、ＣＰＵ１０６は、シェーディング補
正回路１０３ｂ内の白基準メモリ１０７および黒基準メ
モリ１０８を読み出しモードにセットし、キャリッジ７
を所定の待機位置まで戻してイニシャル処理を完了す
る。

【００６４】イニシャル処理が完了すると、ＣＰＵ１０
６は、フラットベッド上に手動で原稿１がセットされた
ものと判断して、モータ駆動回路１０５を介してキャリ
ッジ７を右側の原稿先端へ移動させ、原稿ガラス６上に
セットされた原稿１の画像データの読み出し動作に入
る。

【００６５】キャリッジ７が原稿先端部に到達すると、
原稿ガラス６を通して光源２からの光束が照射され、こ
の光束に対応する原稿からの反射光はレンズ３により集
光され、イメージセンサ４の受光部上に結像する。この
とき遮光部材５は、原稿１の読み取り部分付近以外の光
源２よりの光束を制限し光源フレアの発生を抑制する。

【００６６】イメージセンサ４の受光部には、原稿１の
主走査方向に１ラインまたは複数ライン分に渡り、受光
素子が配列されている。各々の受光素子は、対応する原
稿位置の原稿反射光の大小に比例した電荷が、イメージ
センサ駆動回路１００から与えられるＨＳＹＮＣ信号の
周期の間蓄積され、電気信号としての画像信号に変換さ
れる。この画像信号は、イメージセンサ駆動回路１００
から与えられるビデオクロック信号ＶＣＬＫに同期して
順次出力される。

【００６７】イメージセンサ４から出力された１ライン
分の画像信号は、十分なレベルまでアンプ１０１で増幅
された後、つぎのＡ／Ｄ変換器１０２により量子化され
たディジタル値の画像データに変換される。従来の技術
と同様に画像データは、光源２の周辺光量低下等による
光学系の不均一性、およびイメージセンサ４の欠陥画素
を含む各画素毎の感度ばらつき等がもたらす、主走査方
向の画像信号出力ばらつき、つまりシェーディング歪み
を含んでいる。

【００６８】この画像データはシェーディング補正回路
１０３ｂへ入力される。

【００６９】これから先のシェーディング補正動作を図
６および図７を参照して説明する。

【００７０】このシェーディング補正回路１０３ｂは、
演算手段として機能する。すなわち、シェーディング補
正回路１０３ｂの内部の白基準メモリ１０７および黒基
準メモリ１０８には、先ほど説明したイニシャル処理に
より予め基準データが書込まれており、原稿１の画像読
み取り動作中においては、ＶＣＬＫ信号に同期して出力
される画像データの画素位置に従って対応する基準デー
タの読み出しが行われる。

【００７１】まず、第１の減算器１０９により読み出さ
れる画像データの画素位置に対応する白基準データから
黒基準データが差し引かれる。同様に、原稿１から読み
出される画像データは、第２の減算器１１０に入力され
て画像データに含まれる黒基準データ成分が差し引かれ
る。さらに、このデータは、乗算器１１１により、ＣＰ
Ｕ１０６から与えられた補正係数ｋ１が掛け合わされ
る。補正係数ｋ１は、原稿１の下地を読み取らないよう
に原稿１の反射率と白基準板１３の反射率の違いを補正
する係数が選ばれ、両者に違いがなければｋ１＝１とな
る。

【００７２】ここで、乗算器１１１および第１の減算器
１０９から出力される２つのデータは、第１の除算器１
１２で割り算されてシェーディング補正データとなる。
すなわち、シェーディング補正データ＝ｋ１×（画像データ−黒基準データ）／（白基準データ−黒基準データ）・・・（２）という演算が実行され、画像データに含まれるシェーデ
ィング歪みの補正が行われる。

【００７３】ここで、図６の下図に示すシェーディング
係数は、１／（白基準データ−黒基準データ）であり、
画像データより黒基準データを差し引いたデータに対
し、シェーディング係数を掛け合わせてシェーディング
補正により補正された原稿の画像データを得るステップ
を簡単に説明している。

【００７４】従来の技術では図２３および図２４にて説
明したように、白基準板１３にシェーディング歪み以外
にゴミ・汚れ等の影響が現れた場合、実際より低く基準
データを取り込んでしまい、結果として過多な補正が行
われていたが、本実施の形態では図６にて示すようにゴ
ミ・汚れの位置を避け、正確にシェーディング歪みのみ
の補正を行うことができていることがわかる。また、イ
メージセンサ４の特定画素の感度落ちによる欠陥画素に
よる出力低下に関しては、図７にて示すようにシェーデ
ィング歪みの一部としてシェーディング係数でレベルが
持ち上げられ、正常な出力レベルに補正される。

【００７５】このようにして、原稿１の画像データは、
原稿１の画像データに含まれるシェーディング歪みのみ
が補正されて出力される。補正後の画像データは、順次
インタフェース回路１０４を介して外部装置（図示せ
ず）の指示に従って出力される。こうして原稿の１ライ
ン分の読み取り画像データの読み取りが完了すると、Ｃ
ＰＵ１０６は、キャリッジ７を次の読み取りラインへ移
動し、次ラインの画像データを注目ラインとして順次読
み出しを継続する。

【００７６】このようにして、１ライン分の画像データ
を得る度に、モータ駆動回路１０５により駆動手段８を
介してキャリッジ７を１ライン分に相当する移動距離づ
つ移動させていくことにより、原稿１が持つ２次元の画
像データを平面的に順次読み取っていくことができるよ
う構成されている。

【００７７】次に、透過原稿読み取りユニット１４を用
いてポジフィルム等の透過原稿読み取りを行う場合の動
作について図８および図９を参照しながら説明する。

【００７８】ホストコンピュータ等の外部装置（図示せ
ず）から今度はフラットベッド上のポジフィルム等の透
過原稿の画像読み取りが指示されると、ＣＰＵ１０６
は、イニシャル処理を実行する。すなわち、ＣＰＵ１０
６は、モータ１２を駆動しキャリッジ駆動手段８を介し
てキャリッジ７を原稿副走査方向Ａの左側方向へ駆動
し、原稿１の読み出し開始位置（ホーム位置）に移動さ
せる原点復帰動作を実行する。

【００７９】原点復帰動作が完了した後、ＣＰＵ１０６
は、キャリッジ７上の光源２を消灯したまま原稿ガラス
６の先端部の基準位置Ｔ１へ移動させ、今度は透過光源
ユニット１４上の複数の光源１５を点灯させる。このと
き、白基準メモリ１０７を書き込みモードに切り替え、
原稿ガラス６を通した透過光を、透過原稿での白基準デ
ータとして白基準メモリ１０７へ書き込みを行う。

【００８０】次に、ＣＰＵ１０６は、白基準メモリ１０
７の読み出しを行い、内容をバッファメモリ１１４に退
避する。さらに、白基準メモリ１０７の内容はさらに隣
接する画素間の出力値の差の絶対値が計算され、同じア
ドレスに書き換えられる。１ライン分に渡ってこの演算
が終了した後、ＣＰＵ１０６は、設定された閾値を超え
るデータがないことを確認する。反射原稿の際と同様に
各画素毎に順次確認を行う。全ての画素についてこの検
証が終了し、白シェーディングデータ中に閾値を越える
画素が見つからなかった場合は、その白シェーディング
データを白基準メモリ１０７に保持して白基準データ取
り込み処理を終了する。しかし、閾値を越える画素が白
シェーディングデータ中に一つ以上存在した場合は、そ
の画素位置を欠陥画素位置としてＥＥ−ＲＯＭ１１３に
発生した透過原稿での基準位置Ｔ１とともに記録し、リ
トライ処理に移行する。リトライ処理については、反射
原稿での基準位置がＨ１、Ｈ２、Ｈ３であったのに対し
てＴ１、Ｔ２、Ｔ３となる以外は同様の動作であるため
説明は省略する。

【００８１】こうして白基準データの書き込みが完了す
ると、ＣＰＵ１０６は、複数の光源１５を消灯し暫時待
機した後、暗時の画像データとして読み取りを行い、シ
ェーディング補正回路１０３ｂ内の黒基準メモリ１０８
を書き込みモードに切り替え書き込みを行うことで、暗
時の画像データを黒基準データとして保持する。

【００８２】こうして取り込まれた白基準データおよび
黒基準データを用いて、原稿１のシェーディング歪みを
補正して画像データの読み出しを行う。白基準データお
よび黒基準データの取り込みによりイニシャル動作が終
了すると、ＣＰＵ１０６は、フラットベッド上に原稿１
がセットされたものと判断して、モータ駆動回路１０５
を介してキャリッジ７を矢印Ａの右側の原稿先端位置へ
と移動させ、原稿ガラス６上に先端部を避けてセットさ
れた原稿１の画像データの読み出し動作に入る。

【００８３】キャリッジ７が原稿先端部に到達すると、
原稿１へは複数の光源１５からの光束が光拡散板１６を
介して均一に照射され、この光束に対応する原稿１から
の透過光は原稿ガラス４を通った後レンズ３により集光
され、イメージセンサ４の受光部上に結像する。このと
き遮光部材５は、複数の光源１５からの余分な光束を制
限し光源フレアの発生を抑制する。

【００８４】これより先の、画像読み取り動作について
は、光源２から複数の光源１５に変わり、白基準データ
および黒基準データを取り込む基準位置が変わったのみ
で、他の動作は印刷物・写真等の反射物原稿の読み取り
と全く同一であるので、説明は省略する。

【００８５】（実施の形態２）図１０は本発明の実施の
形態２における画像読み取り装置を示す機構系ブロック
図、図１１は本発明の実施の形態２における画像読み取
り装置を示す回路系ブロック図、図１２は本発明の実施
の形態２における画像読み取り装置のライン間演算回路
を示すブロック図、図１３は本発明の実施の形態２にお
ける画像読み取り装置の平均値回路を示すブロック図、
図１４は本発明の実施の形態２における画像読み取り装
置の最大値回路を示すブロック図、図１５は本発明の実
施の形態２における画像読み取り装置の中心値回路を示
すブロック図、図１６は本発明の実施の形態２における
画像読み取り装置の白・黒基準値取り込み動作を示すフ
ローチャート、図１７は本発明の実施の形態２における
画像読み取り装置の白基準値取り込み動作の一例を示す
説明図、図１８は本発明の実施の形態２における画像読
み取り装置の黒基準値取り込み動作の一例を示す説明図
である。なお、図１０は従来の技術の画像読み取り装置
の構成と全く同一であるので、ここでの説明は省略す
る。

【００８６】図１１に示す画像読み取り装置において、
イメージセンサ駆動回路１００は、イメージセンサ４に
走査開始信号ＨＳＹＮＣおよび走査クロック信号ＶＣＬ
Ｋを与える。アンプ１０１は、イメージセンサ４からの
画像信号出力を適正なレベルまで増幅する。Ａ／Ｄ変換
器１０２は、イメージセンサ４からの画像信号を量子化
しディジタル値の画像データへ変換する。インタフェー
ス回路１０４は、画像データを一定量蓄積し、外部装置
（図示せず）の指示に従って同期を取りながら読み取っ
た原稿の画像データを出力する。モータ駆動回路１０５
は、モータ１２を任意の速度で回転させる。ＣＰＵ１０
６は、光源２、複数の光源１５、イメージセンサ駆動回
路１００、シェーディング補正回路１０３ｂ、インタフ
ェース回路１０４、モータ駆動回路１０５を制御する。

【００８７】シェーディング補正回路１０３ｂは、光源
２からの照射光の不均一性およびイメージセンサ４の各
画素毎の感度ばらつき等がもたらす、主走査方向の画像
信号出力のばらつきを正規化し補正する。シェーディン
グ補正回路１０３ｂの内部構成として、白基準メモリ１
０７は、白基準データを保存し、黒基準メモリ１０８
は、黒基準データを保存する。また、第１の減算器１０
９は、白基準データから黒基準データを減算し、第２の
減算器１１０は、画像読み取り時に、画像データから黒
基準データを減算する。さらに、乗算器１１１は、第２
の減算器１１０の出力に、ＣＰＵ１０６から与えられた
係数を掛け合わせる。そして、第１の除算器１１２は、
乗算器１１１の出力データを第１の減算器１０９の出力
で割り算を実行し、シェーディング補正出力として出力
データを与える。白基準メモリ１０７および黒基準メモ
リ１０８は、ＣＰＵ１０６から調停回路（図示せず）に
より独立にデータの読み出しおよび書き込みを行うこと
ができるように構成されている。さらに、ＣＰＵ１０６
により書き込み・読み出しが可能な不揮発性のＥＥ−Ｒ
ＯＭ１１３と複数ライン分の画像メモリを退避すること
のできるバッファメモリ１１４が追加されている。

【００８８】ここまでは図２の実施の形態１の画像読み
取り装置の構成と同一であるが、異なる構成としては、
ライン間演算回路１１５を設けて、バッファメモリ１１
４に蓄積された複数ライン分の白基準データおよび黒基
準データを、各ライン間の同一画素位置データ間で所定
の演算処理を行い、処理結果を白基準メモリ１０７およ
び黒基準メモリ１０８に書き込めるようにした点であ
る。

【００８９】図１２はライン間演算回路１１５の内部ブ
ロック図である。

【００９０】図１２に示すライン間演算回路１１５は、
４つの入力ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４の平均化演算を行う
平均値回路１１６、最大値の演算を行う最大値回路１１
７、中心値の演算を行う中心値回路１１８、ＣＰＵ１０
６からの選択信号ＳＥＬにより、平均値回路１１６、最
大値回路１１７、中心値回路１１８のうち一つの出力を
選択して出力するデータセレクタ１１９で構成されてい
る。

【００９１】図１３は平均値回路１１６の内部構成を示
している。

【００９２】図１３に示す平均値回路１１６において、
第１の加算器１２０は入力ｄ１、ｄ２に接続され、第２
の加算器１２１は入力ｄ３、ｄ４に接続されている。第
１の加算器１２０と第２の加算器１２１の出力は、さら
に第３の加算器１２２に接続され、入力ｄ１、ｄ２、ｄ
３、ｄ４が加算された出力を得ている。この加算出力は
第２の除算器１２３に入力され、１／４の出力が第２の
除算器１２３の出力に現れる。こうして、４つの入力ｄ
１、ｄ２、ｄ３、ｄ４の平均値を得るように構成されて
いる。

【００９３】図１４は最大値回路１１７の内部構成を示
している。

【００９４】図１４に示す最大値回路１１７において、
第１のＭＡＸ比較器１２４には入力ｄ１、ｄ２が接続さ
れ、第２のＭＡＸ比較器１２５には入力ｄ３、ｄ４が接
続され、より大きいほうの入力ｄ１、ｄ２とｄ３、ｄ４
がそれぞれ出力される。さらに、第１のＭＡＸ比較器１
２４の出力と第２のＭＡＸ比較器１２５の出力が第３の
ＭＡＸ比較器１２６に入力され、４つの入力ｄ１、ｄ
２、ｄ３、ｄ４のうち一番大きい値、つまり最大値が第
３のＭＡＸ比較器１２６から出力される。

【００９５】図１５は中心値回路１１８の内部構成を示
している。

【００９６】図１５に示す中心値回路１１８において、
第４のＭＡＸ比較器１２７、第５のＭＡＸ比較器１２
８、第６のＭＡＸ比較器１２９は、図１２の最大値回路
１１７と同じように接続され、４つの入力ｄ１、ｄ２、
ｄ３、ｄ４のうち最大値を出力するよう構成されてい
る。また、第１のＭＩＮ比較器１３０には入力ｄ１、ｄ
２が接続され、第２のＭＩＮ比較器１３１には入力ｄ
３、ｄ４が接続され、それぞれ小さいほうの入力ｄ１、
ｄ２とｄ３、ｄ４が出力される。さらに、第１のＭＩＮ
比較器１３０と第２のＭＩＮ比較器１３１の出力が第３
のＭＩＮ比較器１３２に入力され、４つの入力ｄ１、ｄ
２、ｄ３、ｄ４のうち一番小さい値、つまり最小値が第
３のＭＩＮ比較器１３２から出力される。

【００９７】また、第４の加算器１３３は入力ｄ１、ｄ
２が接続され、第５の加算器１３４には入力ｄ３、ｄ４
が接続されている。第４の加算器１３３と第５の加算器
１３４の出力は第６の加算器１３５に接続され、４つの
入力ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４の合計された出力を得る。
さらに、この出力は、第３の減算器１３６にて最小値が
差し引かれ、第４の減算器１３７にて最大値が差し引か
れ、第４の減算器１３７の出力は、際引かれた最大値と
最小値を除く残り２つの入力の合計となる。この出力
は、第３の除算器１３８に入力され、１／２された平均
値が中心値として出力されるよう構成されている。

【００９８】以上のように構成された本発明の実施の形
態２における画像読み取り装置について、以下にその動
作を図１６、図１７および図１８を参照しながら説明す
る。

【００９９】ホストコンピュータ等の外部装置（図示せ
ず）からフラットベッド上の印刷物・写真等の反射原稿
の画像読み取りが指示されると、ＣＰＵ１０６はイニシ
ャル処理を実行する。すなわち、ＣＰＵ１０６は、モー
タ１２を駆動しキャリッジ駆動手段８を介してキャリッ
ジ７を原稿副走査方向Ａの左側方向へ駆動し、キャリッ
ジ７を待機位置に移動させる原点復帰動作を実行する。

【０１００】原点復帰動作が完了した後、ＣＰＵ１０６
は、光源２を点灯させると共に、キャリッジ７を待機位
置から白基準板１３の下方の基準位置Ｈ１に移動させ、
白基準板１３の画像データを読み取らせる（ステップＳ
２１）。この際に、シェーディング補正回路１０３ｂ内
の白基準メモリ１０７を書き込みモードに切り替え書き
込みを行うことで、この画像データを白基準データとし
て保持する（ステップＳ２２）。

【０１０１】次に、ＣＰＵ１０６は、白基準メモリ１０
７の読み出しを行い、１ライン分の内容をバッファメモ
リ１１４に退避する（ステップＳ２３）。ＣＰＵ１０６
は、キャリッジ７を設定した距離ｄ２分移動して次の基
準位置Ｈ２へ移動させ（ステップＳ２４）、光源２を点
灯し再び白基準データの取り込みを行うとともに（ステ
ップＳ２２）、今回白基準メモリ１０７に取り込まれた
新しい白基準データの読み出しを行い、１ライン分の内
容をバッファメモリ１１４の別の領域へ退避する（ステ
ップＳ２３）。

【０１０２】指定されたライン数分（例では４ライン分
Ｈ１からＨ４まで）の白基準データのバッファメモリ１
１４への取り込みが完了すると（ステップＳ２５）、Ｃ
ＰＵ１０６は、バッファメモリ１１４から複数ライン分
の同一位置の画素の画像データ読み出しを開始する。図
１７中図に示すように読み出された４ライン分の白基準
データは、白基準の位置により白ムラ、ゴミ・汚れ等の
影響でばらついた値を持っている。この読み出された画
像データは、ライン間演算回路１１５により、バッファ
メモリ１１４の同一位置の複数の画素間での所定の演算
処理が行われ、新しい白基準データを得る（ステップＳ
２６）。ここで、図１４に示す最大値検出回路１１７が
選択され、図１７の下図に示すようにＨ１からＨ４ライ
ンまでの４画素のデータうち最大値が出力ＤＯに現れ
る。ＣＰＵ１０６は、この出力値を新しい白基準値とし
て白基準メモリ１０７に順次１ライン分書き込みを行っ
ていく。

【０１０３】このようにして、バッファメモリ１１４に
蓄積された複数ライン分の基準データ全画素について処
理を行い、１ライン分全て新しい白基準データが生成さ
れ、白基準メモリ１０７への書き込みが完了する。図１
７の下図に示すように白基準への演算処理として最大値
を取ることで、白基準に現れるムラ、ゴミ・汚れ等によ
る基準データのバラツキ、低下による影響を抑止するこ
とが可能になる。

【０１０４】ＣＰＵ１０６は、光源２を消灯し暫時待機
した後、暗時の画像データとして読み取りを行い、シェ
ーディング補正回路１０３ｂ内の黒基準メモリ１０８を
書き込みモードに切り替え書き込みを行うことで、今度
は暗時の画像データを黒基準データとして保持する（ス
テップＳ２７）。次に、ＣＰＵ１０６は、黒基準メモリ
１０８の読み出しを行い、取り込まれた黒基準データを
バッファメモリ１１４へ退避する（ステップＳ２８）。
１ライン分の黒基準データの退避が終了すると、ＣＰＵ
１０６は、再度黒基準メモリ１０８を書き込みモードに
切り替え、次の黒基準データの取り込みを行うとともに
（ステップＳ２７）、今回黒基準メモリ１０８に取り込
まれた新しい黒基準データの読み取りを行い、内容をバ
ッファメモリ１１４の別の領域に退避する（ステップＳ
２８）。

【０１０５】指定されたライン数分の黒基準データのバ
ッファメモリ１１４への取り込みが完了すると（ステッ
プＳ２９）、ＣＰＵ１０６は、バッファメモリ１１４か
ら順次同一位置の複数画素の読み出しを開始する。図１
８中図に示すように読み出された複数ライン分の黒基準
データは、イメージセンサ４および回路によりランダム
ノイズや突発性のポップノイズが重畳し、ばらついた値
となる。白基準データの処理と同様に読み出された複数
ライン分の黒基準データは、ライン間演算回路１１６に
よりバッファメモリ１１４の同一位置の複数の画素間で
演算処理が施され、新規の黒基準データを得る（ステッ
プＳ３０）。図１３に示す平均値回路１１６が選択さ
れ、設定値を４回としているので、１回目の１ラインか
ら４回目の第４ラインまでの同一位置の４画素の平均値
が出力ＤＯに現れる。図１８の下図に示すように平均値
を取ることでランダムノイズ成分が抑制される。ＣＰＵ
１０６は、この出力値を新規の黒基準データとして黒基
準メモリ１０８に順次１ライン分書き込みを行う（ステ
ップＳ３０）。

【０１０６】ノイズ成分として、突発的なポップノイズ
が目立つ場合は、所定の演算として中心値回路１１８を
選択する。中心値回路１１８は、複数の値から、最大値
および最小値を除いた残りを平均化することにより、突
発的なノイズで現れるバラツキを除去する効果がある。
ここでは示していないが、一般的な中央値を用いる演算
を行っても同様の効果がある。

【０１０７】このようにして、イニシャル処理において
いずれかの演算回路により新しく算出され生成された白
基準データおよび黒基準データの書き込みが完了する
と、ＣＰＵ１０６は、シェーディング補正回路１０３ｂ
内の白基準メモリ１０７および黒基準メモリ１０８を読
み出しモードにセットし（ステップＳ３１）、キャリッ
ジ７を所定の待機位置まで戻してイニシャル処理を完了
する。

【０１０８】イニシャル処理が完了すると、ＣＰＵ１０
６は、フラットベッド上に手動で原稿１がセットされた
ものと判断して、モータ駆動回路１０５を介してキャリ
ッジ７を右側の原稿先端へ移動させ、原稿ガラス６上に
セットされた原稿１の画像データの読み出し動作に入
る。

【０１０９】これ以降の動作については、実施の形態１
での動作の説明と同様であるので説明は省略する。透過
原稿ユニット１０６を適用したポジフィルム等透過原稿
の読み取りについても実施の形態１と同じであるので説
明は省略する。

【０１１０】いずれの処理が選ばれた場合も、図１７に
示すように白基準にゴミ・汚れ等が発生した場合に、複
数の基準データのうち最大値あるいは平均値を採用する
ことで、白基準データに発生する誤差を最小に抑制する
ことが可能になる。さらに、図１８に示すように、黒基
準データにも複数の基準データの平均値あるいは中心値
処理を採用することにより、プリンタで出力するために
濃度変換した際の高濃度部の主走査方向のＳ／Ｎを向上
させる効果がある。

【０１１１】特に、所定の演算処理として中心値回路１
１８を採用した場合には、イメージセンサ４の蓄積時間
を短くして高速に原稿１の画像データの読み取りを行う
ような際にも、基準データ取り込みの際に発生する突発
的なポップノイズにより、固定ノイズとして基準データ
に取り込まれ、画像の副走査方向に縦筋として現われよ
うなシェーディング補正での副作用を抑制する効果があ
る。

【０１１２】上述した各実施の形態では、キャリッジ７
をシェーディング基準位置に動かして白基準板１３を読
み取り、白基準データを取得する際に、イメージセンサ
４の各画素出力について隣接画素間の出力値の変化量を
検出する手段を設け、この変化量が予め設定された閾値
を越えた場合、その特定画素の位置に対応する白基準上
にゴミ・汚れがあると判断し、基準位置を一定の距離分
移動したのちに再び白基準データの取得を行うようにし
ている。その際も、同様にゴミ・汚れが検出された場合
は、さらに複数回一定の距離分移動してリトライ処理す
るようにしている。また、定められた上限回数のリトラ
イを実施しても、同じ位置にゴミ・汚れが検出された場
合には、イメージセンサの特定画素の感度落ちによる欠
陥と判断し、そのままシェーディング補正を行う機能、
また前回シェーディングを行った位置と、欠陥画素位置
を記憶する手段を設けたことにより、次回のイニシャル
処理時には、欠陥画素とゴミ・汚れ等を避けてシェーデ
ィング補正を行うことができるようしている。このた
め、反射原稿か透過原稿かに関わらず、白基準板の汚れ
・ゴミや、イメージセンサの特定画素の欠陥であって
も、読み取り画像品位が高品位で、外部からのゴミの進
入等による経時的な変化にも影響が少なく、かつイニシ
ャル処理時間を短縮でき、信頼性の高い画像読み取り装
置を得ることが可能になる。

【０１１３】また、イニシャル処理時には、白基準の副
走査方向に毎回一定の距離分移動しながら複数ライン分
の白基準データおよび黒基準データを取り込み、複数の
白基準データおよび黒基準データについて同一位置の画
素間で平均処理あるいは最大値処理、中心値処理を加え
て新しい白基準データおよび黒基準データを生成するよ
うにしている。これらの処理により、シェーディング補
正時に画像データを正規化する基準となる白基準データ
および黒基準データの精度を上げることが可能になる。
したがって、イニシャル時の白基準に対する読み取り白
レベル変動やイメージセンサ４の特定画素に発生する感
度落ち等の欠陥画素の影響を抑制することができるよう
になり、白基準板１３を含め白基準の経時的なゴミ・汚
れや、イメージセンサ４の感度落ち欠陥画素の発生によ
る読み取り画像への固定ノイズによる白筋発生の画質劣
化やＳ／Ｎ低下を抑制し信頼性の高い画像読み取り装置
が得られる。

【０１１４】なお、ここでは白黒原稿の画像読み取り装
置として説明したが、カラー原稿の画像読み取り装置と
しても全く問題なく適用できる。その際透過原稿の白基
準としては、原稿１の一部、例えばベースフィルムの部
分としても良い。さらに、フラットベッド型のみでな
く、原稿移動型の画像読み取り装置にも同様に適用でき
る。また、基準値を記憶するためのバッファメモリ１１
４の代わりに、白基準メモリ１０７および黒基準メモリ
１０８の容量を拡張したラインメモリ構成とし、ライン
間演算回路１１５を直接白基準メモリ１０７および黒基
準メモリ１０８に接続する構成でも同様の効果が得られ
る。さらに、ライン間演算処理はライン間演算回路１１
５により行うように説明したが、ＣＰＵ１０６による演
算処理で代替しても同様に実現できることはいうまでも
ない。

【０１１５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、イニシ
ャル処理としてシェーディング補正を行うための基準を
読み取った基準データに対し、隣接画素出力間の差の絶
対値を計算することで基準データの変化量を検出し、変
化量が設定された閾値を越えた場合は、基準位置を移動
させ、再度基準データの読み取りを行わせることが可能
になるという有効な効果が得られる。

【０１１６】また、本発明によれば、閾値を超えた画素
の位置を記憶し、複数の基準位置のうち前回使用した基
準位置を記憶し、さらに全ての基準位置で同一画素が閾
値を越えた場合、その画素を欠陥画素として記憶するの
で、毎回ゴミ・汚れのない基準位置で、イメージセンサ
上の画素の経時的な感度落ちによる欠陥の影響を受ける
ことなく、短いイニシャル処理時間でシェーディング補
正のための基準データを取り込むことが可能になるとい
う有効な効果が得られる。

【０１１７】さらに、本発明によれば、基準位置を移動
して得た複数回の白基準データおよび黒基準データに対
して、複数回の基準データ間に所定の演算処理を施すこ
とにより、基準のゴミ・汚れ等の影響を抑制するととも
に、白基準および黒基準の取り込みデータのバラツキを
抑制し、副走査方向に現れる固定ノイズを抑制すること
で、読み取り画像の画質およびＳ／Ｎの向上を図ること
が可能になるという有効な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における画像読み取り装
置を示す機構系ブロック図

【図２】本発明の実施の形態１における画像読み取り装
置を示す回路系ブロック図

【図３】本発明の実施の形態１における画像読み取り装
置の白基準値取り込み動作を示すフローチャート

【図４】本発明の実施の形態１における画像読み取り装
置の白基準および黒基準データ取得動作の一例を示す説
明図

【図５】本発明の実施の形態１における画像読み取り装
置の白基準および黒基準データ取得動作の他の一例を示
す説明図

【図６】本発明の実施の形態１における画像読み取り装
置の反射原稿読み取り時のシェーディング補正動作の一
例を示す説明図

【図７】本発明の実施の形態１における画像読み取り装
置の反射原稿読み取り時のシェーディング補正動作の他
の一例を示す説明図

【図８】本発明の実施の形態１における画像読み取り装
置の透過原稿読み取り時のシェーディング補正動作の一
例を示す説明図

【図９】本発明の実施の形態１における画像読み取り装
置の透過原稿読み取り時のシェーディング補正動作の他
の一例を示す説明図

【図１０】本発明の実施の形態２における画像読み取り
装置を示す機構系ブロック図

【図１１】本発明の実施の形態２における画像読み取り
装置を示す回路系ブロック図

【図１２】本発明の実施の形態２における画像読み取り
装置のライン間演算回路を示すブロック図

【図１３】本発明の実施の形態２における画像読み取り
装置の平均値回路を示すブロック図

【図１４】本発明の実施の形態２における画像読み取り
装置の最大値回路を示すブロック図

【図１５】本発明の実施の形態２における画像読み取り
装置の中心値回路を示すブロック図

【図１６】本発明の実施の形態２における画像読み取り
装置の白・黒基準値取り込み動作を示すフローチャート

【図１７】本発明の実施の形態２における画像読み取り
装置の白基準値取り込み動作の一例を示す説明図

【図１８】本発明の実施の形態２における画像読み取り
装置の黒基準値取り込み動作の一例を示す説明図

【図１９】従来の画像読み取り装置を示す機構系ブロッ
ク図

【図２０】従来の画像読み取り装置を示す回路系ブロッ
ク図

【図２１】従来の画像読み取り装置での白基準、黒基準
値取り込み動作の一例を示す説明図

【図２２】従来の画像読み取り装置でのシェーディング
補正動作の一例を示す説明図

【図２３】従来の画像読み取り装置での白基準、黒基準
値取り込み動作で白基準にゴミ・汚れが現れた際の動作
の一例を示す説明図

【図２４】従来の画像読み取り装置でのシェーディング
補正で白基準にゴミ・汚れが現れた際の動作の一例を示
す説明図

【符号の説明】

１原稿２光源３レンズ４イメージセンサ５遮光部材６原稿ガラス７キャリッジ８キャリッジ駆動手段９駆動プーリ１０従動プーリ１１駆動ワイヤ１２モータ１３白基準板１４透過光源ユニット１５複数の光源１６光拡散板１００イメージセンサ駆動回路１０１アンプ１０２Ａ／Ｄ変換器１０３ａシェーディング補正回路１０３ｂシェーディング補正回路１０４インターフェース回路１０５モータ駆動回路１０６ＣＰＵ１０７白基準メモリ１０８黒基準メモリ１０９第１の減算器１１０第２の減算器１１１乗算器１１２第１の除算器１１３ＥＥ−ＲＯＭ１１４バッファメモリ１１５ライン間演算回路１１６平均値回路１１７最大値回路１１８中心値回路１１９データセレクタ１２０第１の加算器１２１第２の加算器１２２第３の加算器１２３第２の除算器１２４第１のＭＡＸ比較器１２５第２のＭＡＸ比較器１２６第３のＭＡＸ比較器１２７第４のＭＡＸ比較器１２８第５のＭＡＸ比較器１２９第６のＭＡＸ比較器１３０第１のＭＩＮ比較器１３１第２のＭＩＮ比較器１３２第３のＭＩＮ比較器１３３第４の加算器１３４第５の加算器１３５第６の加算器１３６第３の減算器１３７第４の減算器１３８第３の除算器

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿の主走査方向に対応する受光画素列を
有するイメージセンサを用いた読み取り手段と、前記原稿を照射する光源と、前記原稿からの反射光ないしは透過光を前記読み取り手
段に結像する光学手段と、前記読み取り手段を原稿副走査方向に相対的に移動させ
る駆動手段と、読み取り基準の基準データを取得する基準データ取得手
段と、前記基準データのレベル変化量を検出するレベル変化量
検出手段と、一定以上の前記レベル変化量を弁別する閾値検出手段
と、前記基準データの取得に際して複数の基準位置を持た
せ、前記各基準位置間で前記読み取り手段を移動させて
前記基準データを再取得する基準データ再取得手段とを
有することを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項２】前記閾値検出手段が検出した画素位置およ
び基準データ取得時の基準位置を記憶する記憶手段を設
けたことを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装
置。
【請求項３】複数の前記基準位置で得た基準データ取得
結果を保持する保持手段と、前記各基準データ取得結果
の同一画素位置データ間に所定の演算を加える演算手段
とを設け、所定の演算結果を新規の基準データとしたこ
とを特徴とする請求項１または２記載の画像読み取り装
置。
【請求項４】前記所定の演算は、複数の前記基準データ
の各画素位置に対応する平均値を抽出する演算であるこ
とを特徴とする請求項３記載の画像読み取り装置。
【請求項５】前記所定の演算は、複数の前記基準データ
の各画素位置に対応する最大値を抽出する演算であるこ
とを特徴とする請求項３記載の画像読み取り装置。
【請求項６】前記所定の演算は、複数の前記基準データ
の各画素位置に対応する下限値および上限値に近い１つ
または複数のデータを除いた残りのデータを平均化処理
する演算であることを特徴とする請求項３記載の画像読
み取り装置。
【請求項７】前記所定の演算は、複数の前記基準データ
の各画素位置に対応する中央値を抽出する演算であるこ
とを特徴とする請求項３記載の画像読み取り装置。
【請求項８】透過原稿の読み取りに適用することを特徴
とする請求項１〜７の何れか一項に記載の画像読み取り
装置。