JP2001094785A - 画像読取装置及び該画像読取装置を備えた画像処理装置 - Google Patents

画像読取装置及び該画像読取装置を備えた画像処理装置

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JP2001094785A
JP2001094785A JP26487199A JP26487199A JP2001094785A JP 2001094785 A JP2001094785 A JP 2001094785A JP 26487199 A JP26487199 A JP 26487199A JP 26487199 A JP26487199 A JP 26487199A JP 2001094785 A JP2001094785 A JP 2001094785A
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Giichi Inoue
義一 井上
Wataru Nara
亙 奈良
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のセンサチップ出力のパラレル処理過程
のアナログデータにより画像の地肌除去処理を行う従来
法で発生した濃度ムラの発生を無くし、地肌除去を精度
良く簡単な回路構成で行う。 【解決手段】 複数のセンサチップ3〜3により読
取り、A/D変換器5〜5までパラレル処理した
後、インライン化回路6でシリアルに変換した画像デー
タからピーク値をリファレンスコントロール回路7で地
肌信号として検出する。ピーク値はゲート信号発生回路
10からの制御信号により所定の時期(白シェーディン
グデータ作成時、原稿読取り時)にリファレンスコント
ロール回路7のP/H回路に保持し、ピーク値に応じて
A/D変換器5〜5のリファレンスVrefを発生さ
せることにより地肌除去を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像読取装置に関
し、より詳細には、複数の読み取りセンサチップをライ
ン状に配列し、各センサチップからの出力をパラレルに
処理し読み取りの高速化を図り、さらに地肌除去が施さ
れた良質の読み取り画像データを提供する画像読取装置
及び該画像読取装置を備えた画像処理装置(例えば、複
写機、ファクス、スキャナ、上記機能を複合した機器、
或いは画像データを蓄積するファイリングシステム等)
に関する。
【0002】
【従来の技術】複写機、ファクス、スキャナ等におい
て、原稿面の読み取りに密着型のセンサ(CIS)を用
いる方式のものがある。センサは、原稿読取面に密着さ
せるために原稿サイズに相当する長さのセンサ長が必要
となり、複数チップをライン状に配列することによりそ
の長さを確保している。また、読み取った画像信号を高
速に処理するために、チップ毎に設けた信号処理回路に
よりセンサ出力をパラレル処理する方式を採用している
(図1参照)。一方、画像の読取りにおいて、従来より
地肌除去処理が行われている。この処理は、画像が書か
れた原稿に無視すべき地肌がある場合に、地肌の検出を
行い、読み取った画像データから検出した地肌成分の除
去を行い、必要な画像データのみを得る。ところで、上
記したパラレル処理方式による画像読取りで地肌除去を
する場合があり、その際に、地肌除去(AE機能)をア
ナログデータ処理により行う方法を実行しようとする
と、パラレルに処理を行っているためにアナログ量では
うまく地肌レベルが検出できない場合がある。これは、
パラレル処理している複数チャンネル個々に地肌検出を
し、チャンネルを切り替えることにより選択したチャン
ネルの検出データを用いて地肌除去を行う場合に起きる
問題で、チャンネルを切り替えて地肌除去を行う場合、
チャンネル間出力差があると、切り替わり時に濃度差が
出力に現れてしまうからである。これを解決するために
は、各チャンネル間の出力を合わせれば良いが、ゲイン
を高精度に調整できるアンプが必要になりコストがかか
る。また、地肌検出チャンネルを固定する(チャンネル
選択をしない)ことにより解決できるが、地肌検出用の
エリアを自由に設定できなくなるというマイナス面が生
じる。パラレル処理によるもう1つの問題点は、パラレ
ルに処理をしていることにより地肌部の面積に比例した
時定数を確保できず、そのために、主走査方向の検出タ
イミングを適正化できないことにある。これは、パラレ
ルに処理をしている場合は、各チャンネルの出力が同時
に出力されるため、仮にチャンネル2の出力が無い(真
っ黒の)場合でも、チャンネル1に出力があれば、その
出力に従って地肌検出をしてしまうからである。この点
を解決するために、地肌を検出しているチャンネル数に
応じて時定数を切り替える方法が考えられるが、回路が
複雑になり、コストがかかる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術における問題点に鑑みてなされたもので、その目
的は、複数の読み取りセンサチップをライン状に配列
し、各センサチップからの出力をパラレルに処理する過
程を含んだ画像データ処理を行う際に、地肌除去処理
(AE機能)をパラレル処理過程のアナログデータによ
り行う従来法を採った場合に発生した濃度ムラの発生を
無くし、地肌検出を精度良く行うことができ、簡単な回
路構成で読み取り画像データの地肌除去処理を可能とす
る画像読取装置及び該画像読取装置を備えた画像処理装
置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、ライ
ン状に配列した複数のセンサチップからなるイメージセ
ンサと、該イメージセンサの各センサチップにより読み
取った画像データをパラレルに処理する信号処理手段
と、パラレルに信号処理された画像データをシリアル画
像データに変換するインライン化手段と、読み取った画
像データに含まれる地肌成分を除去する地肌除去手段
と、を有する画像読取装置において、前記地肌除去手段
は、インライン化手段から出力されるシリアル画像デー
タによりピーク値を検出し、得たピーク値に基づいて地
肌成分の除去を行うことを特徴とする画像読取装置を構
成する。
【0005】請求項2の発明は、請求項1に記載された
画像読取装置において、前記信号処理手段がA/D変換
処理を含み、前記インライン化手段への入力画像データ
をA/D変換後の画像データとすることを特徴とするも
のである。
【0006】請求項3の発明は、請求項1又は2に記載
された画像読取装置において、前記信号処理手段がA/
D変換処理を含み、前記地肌除去手段は検出したピーク
値に応じてA/D変換におけるリファレンス値を変化さ
せることにより読み取った画像データの地肌成分除去を
行うことを特徴とするものである。
【0007】請求項4の発明は、前記請求項1乃至3の
いずれかに記載された画像読取装置を備えたことを特徴
とする画像処理装置を構成する。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明を添付する図面とともに示
す以下の実施例に基づき説明する。図1は、本発明によ
る画像読取装置の実施例に係わる読み取りユニットのブ
ロック図を示す。図1において、密着型センサ(CI
S)1はLEDアレイ2と複数の読み取りセンサチップ
〜3からなり、センサチップ3〜3はライン
状に配列される。センサチップ3〜3からパラレル
に出力される画像データをS/H回路4〜4でサン
プルホールド後、A/D変換器(a1)5〜A/D変換器
(a4)5によりデジタル量に変換される。センサ出力を
A/D変換するまでは処理がパラレルに行われる。デジ
タル変換された画像データは、1チップで読み取った画
像データの場合と同じように画像データの並びをシリア
ルに揃えるためのインライン化回路6で、1列の画像デ
ータに並び換えられる。その後、シリアル画像データ
は、黒補正回路8、白シェーディング補正回路9でそれ
ぞれ補正が施され、後段の画像処理部(図示せず)へと
送られる。また、本発明が課題とする地肌除去処理は、
本実施例において、インライン化回路6の出力を受ける
リファレンスコントロール回路7における1動作モード
として実行される。
【0009】ここで、インライン化回路6について説明
する。図2は、図1に示したインライン化回路6をより
詳細に示すブロック図である。図2に示すように、A/
D変換器(a1)5〜A/D変換器(a4)5の出力を一対
のFIFOで受ける。各A/D変換器(a1)5〜A/D
変換器(a4)5でデジタル量に変換された画像データ
は、各FIFOに書き込まれ、画像データ読み出し時に
1ラインの画像データになる。図3は各FIFOにおけ
る書き込み/読み出しのタイミング図で、図中、書き込
みを実線で、読み出しを破線にて示す。まず、各A/D
変換器(a1)5〜A/D変換器(a4)5からのnライン
目の画像データをそれぞれFIFO 1−1,2−1,
3−1,4−1に書き込む。読み出しは、nライン目の
書き込み終了前から開始され(ただし、読み出しが書き
込みを追い越さない速度で行う)、各FIFOに格納さ
れた画像データを順次読み出す。次いで、n+1ライン
目のデータを他方のFIFO 1−2,2−2,3−
2,4−2に書き込んだ後、nライン目の画像データと
同様に読み出す。次のn+2ライン目の画像データはn
ライン目の書き込みをしたFIFOに書き込まれる。こ
のように、A/D変換器(a1)5〜A/D変換器(a4)5
出力は、一対のFIFOで構成され、トグルで書き込
み/読み出しを行えるインライン化回路6によりシリア
ルに変換される。
【0010】次に、インライン化回路6の出力を受け地
肌除去(又は黒補正動作)モードを実行するリファレン
スコントロール回路7について説明する。リファレンス
コントロール回路7は、読み取った画像信号(データ)
のピーク値を地肌信号として検出し、検出したピーク値
に応じて各A/D変換器(a1)5〜A/D変換器(a4)5
(又は黒補正回路8)に与えるリファレンス信号を発
生させることにより地肌除去を行わせる。本発明におけ
るリファレンスコントロール回路7への入力は、図1に
示すように、複数のセンサチップ3〜3で読み取っ
た各画像信号をアナログ処理しさらにA/D変換するま
での処理をパラレルに行った後、インライン化回路6に
よりシリアルに並び換えた画像データである。図4にリ
ファレンスコントロール回路7の詳細ブロック図が示さ
れる。この回路は、インライン化回路6からシリアルに
出力されるデジタルの読み取り画像データD0と、各種
の制御ゲート信号を発生するゲート信号発生回路10か
らの制御信号を入力として動作する。リファレンスコン
トロール回路7に入力されたデジタル画像データD0
は、平均値回路W 71において、ゲート信号発生回路
10から出るゲート信号PWINDのアサート期間中に
画像データについて、1画素毎に重加算平均処理が施さ
れる。重加算平均処理としては、例えば、以下の式に従
う処理を行う。 D1(n)=7/8×D0(n−1)+1/8×D0
(n) ここに、上記式中のD1(n)はn番目の画素の平均処
理後の画像データである。また、PWINDアサート後
の1画素目は、D1(1)=D0とする。
【0011】求めた平均値データは次段のコンパレータ
72に送られる。ここでは、コンパレータ72に入力さ
れるデジタル画像データは、PWIND信号のアサート
期間中の読み取りデータのみで、それ以外は00Hに固
定される。コンパレータ72では、予め設定されている
比較値Dhと読み取り画像データD1とが比較される。
ここに設定される比較値Dhとは、読み取りデータを0
から255のいくつで読み取りたいか、その目標値を設
定するもので、S/N、光源の主走査分布等から決定さ
れる値である。コンパレータ72の動作は、比較値Dh
より大きい読み取りデータD0の場合はFFHが出力さ
れ、比較値Dhより小さい場合は00Hが出力され、次
段のDA変換器73に入力される。この動作は、比較値
Dhと読み取りデータD0が一致するまで行われ、一致
すると00Hを出力し、また、比較値Dhと異なると上
記動作が繰り返し行われる。DA変換器73でアナログ
量に変換された読み取りデータは、P/H(ピークホー
ルド)回路74に入力され、回路を構成するコンデンサ
を充電することによりピーク値として保持される。
【0012】ここで、地肌除去機能を用いた読み取り画
像データの処理動作について、動作のタイミングチャー
トを示す図5にもとづき説明する。読み取りを開始する
と、CPU(図示せず)からのSLEAD(白基準板位
置を示す信号)、SSCAN(原稿位置を示す信号)に
基づき、ゲート信号発生回路10は、AEMODE信号
(地肌除去モード信号)、DOCGT信号(画像データ
制御信号)を発生させる。リファレンスコントロール回
路(図4参照)は、A/D変換器(a1)5〜A/D変換
器(a4)5へのリファレンス電圧Vrefの入力を動作
モードに応じて制御する。即ち、AEMODEがアサー
ト期間中は、SW_aが閉じられ、Vref_AEが選
択され、DOCGT信号がアサート期間中はSW_bが
閉じられ原稿用電圧Vref_Gが選択される(図5中
のVrefに示される)。AEMODE信号のアサート
期間は、上記で説明したように、白基準板及び原稿位置
をセンサが検出する期間であり、その間、所定間隔でピ
ークデータを検出し、検出した値をP/H回路74に保
持することにより、この値がVref_AEとしてA/
D変換器(a1)5〜A/D変換器(a4)5のリファレン
ス信号として設定される。
【0013】次に、地肌除去(AE)モードで行われる
シェーディングデータの生成動作について、図5に示す
実施例により説明する。図5に示すSHGT信号のアサ
ート期間がシェーディングデータの生成される期間に当
たり、この期間には、AEMODE信号がアサートされ
ているので、A/D変換器(a1)5〜A/D変換器(a4)
のリファレンス信号としてVref_AEが設定さ
れる。SHGT信号のアサート期間L2以前に、PWI
ND信号のアサート期間L3(当然、AEMODE信号
はアサート期間にある)がある。この期間は、白基準板
の地肌追従を行い安定した地肌信号を得て、白基準の地
肌除去を行うために必要なリファレンス信号Vref_
AEを設定するために十分な期間である。また、この実
施例では、シェーディングデータの生成期間L2におい
ても、地肌追従動作を行うようにPWIND信号がアサ
ートされ、所定の間隔で動作が繰り返される。
【0014】シェーディングデータの生成後に、SSC
AN信号がアサートされる原稿位置で再度AEMODE
信号がアサートされ、同様にピークデータの検出を行
う。ここでも、シェーディングデータの生成期間と同様
に、AEMODE信号がアサートされている期間に、地
肌を検出する範囲を示すPWIND信号が所定の間隔で
アサートされ、この間の地肌が検出され地肌除去が行わ
れることになる。なお、図5のPWIND信号に示され
るように、原稿の先端部を走査する期間L4遅らせてア
サートしているが、原稿の性質により先端部で異常信号
を検出することがない場合には、必要がない。地肌除去
処理された画像データは、後段の黒補正回路8、白シェ
ーディング補正処理回路9へと伝達される。この実施例
では、インライン後にPWIND信号をアサートできる
ようにしているので、地肌の検出位置が任意に設定でき
るようになり、図1に示した複数の読み取りセンサチッ
プ3〜3からのアナログ信号をパラレル処理する過
程であると任意の位置でPWIND信号をアサートでき
なかったために不可能であった上記に例示した地肌除去
処理の実行が可能となる。また、任意の位置で検出エリ
アの設定が可能となったために、どの領域の地肌部に対
しても、地肌部の面積に比例した時定数で検出すること
を可能とし、簡単な回路構成により実現でき、コストも
低減できる。
【0015】ここで、地肌除去機能を使用しない場合の
動作について、動作のタイミングを示す図6にもとづき
説明する。読み取り動作を開始すると、上記した地肌除
去機能の動作時と同様にゲート信号発生回路10がSL
EAD信号、SSCAN信号を受けるが、この動作モー
ドでは、WTGT信号をSLEAD信号と同一期間に発
生させるとともに、それを反転させたDOCGT信号を
発生させる。WTGT信号がアサート期間中は、SW_
cが閉じられ、A/D変換器(a1)5〜A/D変換器(a
4)5のリファレンス電圧Vrefに白基準板用電圧V
ref_Wが選択され、DOCGT信号がアサート期間
中は、SW_bが閉じられ(図4参照)、原稿用電圧V
ref_Gが選択される。また、リファレンス電圧Vr
efは、各A/D変換器(1)5〜A/D変換器(4)5
に対応した抵抗を介してこれらの各A/D変換器(1)5
〜A/D変換器(4)5に接続されており、各A/D
変換器(1)5〜A/D変換器(4)5のリファレンス電
圧が調整可能に構成されている。これは、各センサチッ
プ3〜3のバラツキを無くすようにしているためで
ある。
【0016】ここで、黒補正の動作について説明する。
図7は、図1に示した黒補正回路8をより詳細に示すブ
ロック図である。図6に示す地肌除去機能を使用しない
場合のタイミングチャートと合わせて黒補正回路8の動
作説明をすると、画像読取装置のコントローラ(図示せ
ず)のゲート信号発生回路10より、CIS 1のLE
Dアレイ2を点灯させる信号であるLED_ONがアサ
ートされると、LEDアレイ2を点灯させるまでの主走
査L1ライン分のBKGT(黒補正ゲート)信号のアサ
ート期間に黒補正データが確保される。このL1期間の
A/D変換器(a1)5〜A/D変換器(a4)5へのリフ
ァレンス電圧は、DOCGT信号がアサート期間にあ
り、図4で説明したように、SW_bが閉じられ、Vr
ef_Gが選択される。このBKGT信号がアサートさ
れている期間中に平均値回路B81により1画素毎に平
均処理が施される。平均処理としては、例えば、以下の
式に従う処理を行う。 D0_b(n)=ΣD0(n)/L1 ここに、D0_b(n):n画素目の黒補正データ D0(n) :n画素目の読み取りデータ ΣD0(n) :D0(n)の1からL1までのライン
加算値 この式に従い求めた値をメモリ82に蓄積する。ここ
で、黒補正データを読み込んだときのA/D変換器(a1)
〜A/D変換器(a4)5のリファレンス電圧はVr
ef_Gであるから、A/D_b変換器77でデジタル
化し、その出力Dref_0を Dref_0=INT[Vref_G/Vcc×25
5] INT[]:小数点以下四捨五入 として黒補正回路8に送り、このDref_0を黒補正
回路8内でラッチ83に保持しておく。
【0017】BKGT信号がネゲートされると同時に、
黒補正データの生成が終了し、LEDアレイ2を点灯
し、読み取り動作を開始する。ただし、LEDアレイ2
を点灯してからSLEAD信号がアサートされて読み取
り動作を始めるまでの期間は、ある一定時間必要であ
る。これはLEDアレイ2の点灯時の初期光量が数%変
化するためで、この期間に読み取り動作を行うと、原稿
先端が明るくなってしまうからである。次に、SLEA
D信号がアサートされると、A/D変換器(a1)5〜A
/D変換器(a4)5のリファレンス電圧Vrefに白基
準板用電圧Vref_Wが選択され、白基準板(図示せ
ず)の読み取りを開始する。この時の黒補正データD2
_gは以下のように求められる。上記と同様に、白基準
板を読んだときのA/D変換器(a1)5〜A/D変換器
(a4)5のリファレンス電圧Vref_WをA/D_b
変換器77によりデジタル化し、その出力を Dref_1=INT[Vref_W/Vcc×25
5] として検出し黒補正回路8に送る。黒補正回路8では、
乗算回路84でメモリ82に蓄積した黒補正データD0
_bとラッチ83に保持したリファレンス値Dref_
0とから、 D1_g=D0_b×Dref_0 を計算し、次いで、除算回路85で D2_g=D1_g/Dref_1= D0_b×Dr
ef_0/Dref_1 を算出し、A/D変換器(a1)5〜A/D変換器(a4)5
のリファレンス電圧に対応した黒補正データD2_g
が求められる。この黒補正データに基づいて最後に減算
回路86で、デジタル画像データD0_gに対し、 Dshb=D0_g−D2_g の減算を行うことにより、黒補正された画像データDs
hbを求めることができ、これをセレクタ(SEL)部
88を介して後段の白シェーディング補正回路9に送り
込む。送り込まれた画像データは、白シェーディング補
正回路9において白基準板を読み取って得た補正データ
に基づいて白シェーディング補正を施された後、画像デ
ータDshとして読み取りユニットの処理を完了し、後
段の画像データ処理装置に適合したデータの形態で出力
される。
【0018】
【発明の効果】(1) 請求項1〜3の発明に対応する
効果 地肌検出をインライン化後のシリアル画像データに行う
ことで、任意の位置で検出エリアの設定が可能になり、
どの領域の地肌部に対しても、地肌部の面積に比例した
時定数を設定することにより地肌検出を精度良く行うこ
とが可能になり、パラレル処理過程のアナログデータに
より画像の地肌除去処理を行う従来法で発生した濃度ム
ラの発生を無くし、地肌除去が適正に施された良質の読
み取り画像データを提供できる。さらに、デジタル変換
した画像データをインライン化し、デジタルのシリアル
画像データに基づいた処理がなされることと相俟って、
確実に動作する地肌除去処理回路が簡単な構成で実現で
き、コストも低減できる。 (2) 請求項4の発明に対応する効果 前記(1)の効果を、複写機、ファクス、スキャナ、上
記機能を複合した機器、或いは画像データを蓄積するフ
ァイリングシステム等の画像処理装置において実現する
ことができ、画像処理装置の性能を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による画像読取装置の実施例に係わる
読み取りユニットのブロック図を示す。
【図2】 図1に示したインライン化回路の詳細ブロッ
ク図を示す。
【図3】 図2のインライン化回路の動作を説明するタ
イミングチャートを示す。
【図4】 図1のリファレンスコントロール回路の詳細
ブロック図を示す。
【図5】 地肌除去機能を用いた場合の読み取り画像デ
ータの処理動作のコントロール信号のタイミングを示
す。
【図6】 地肌除去機能を無効にした場合の読み取り画
像データの処理動作のコントロール信号のタイミングを
示す。
【図7】 図1に示した黒補正回路の詳細ブロック図を
示す。
【符号の説明】
1…密着センサ(CIS)、 2…LEDアレ
イ、3〜3…センサチップ、4〜4…S/H
(サンプルホールド)回路、5〜5…A/D変換器
(a1)〜A/D変換器(a4)、6…インライン化回路、
7…リファレンスコントロール回路、8…黒補
正回路、 9…白シェーディング補正
回路、10…ゲート信号発生回路、 81…平均
値回路B、82…メモリ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B047 AA01 AB02 DA04 DB01 DC01 5C051 AA01 BA04 DA03 DB01 DB29 DC05 DE15 DE18 FA01 5C077 LL17 LL19 MM05 MM22 PP06 PP25 PP43 PP44 PP47 PQ20 PQ21 RR01 RR15 SS01 SS02 TT06

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ライン状に配列した複数のセンサチップ
    からなるイメージセンサと、該イメージセンサの各セン
    サチップにより読み取った画像データをパラレルに処理
    する信号処理手段と、パラレルに信号処理された画像デ
    ータをシリアル画像データに変換するインライン化手段
    と、読み取った画像データに含まれる地肌成分を除去す
    る地肌除去手段と、を有する画像読取装置において、前
    記地肌除去手段は、前記インライン化手段から出力され
    るシリアル画像データによりピーク値を検出し、得たピ
    ーク値に基づいて地肌成分の除去を行うことを特徴とす
    る画像読取装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載された画像読取装置にお
    いて、前記信号処理手段がA/D変換処理を含み、前記
    インライン化手段への入力画像データをA/D変換後の
    画像データとすることを特徴とする画像読取装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載された画像読取装
    置において、前記信号処理手段がA/D変換処理を含
    み、前記地肌除去手段は検出したピーク値に応じてA/
    D変換におけるリファレンス値を変化させることにより
    読み取った画像データの地肌成分除去を行うことを特徴
    とする画像読取装置。
  4. 【請求項4】 前記請求項1乃至3のいずれかに記載さ
    れた画像読取装置を備えたことを特徴とする画像処理装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8643918B2 (en) 2008-02-04 2014-02-04 Seiko Epson Corporation Image reading device and image reading method used therein

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