JP2003087564A - シェーディング補正の基準データ設定方法及び画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シェーディング補正に用いる基準データの設
定開始から読み取り開始までの時間を短縮するシェーデ
ィング補正の基準データ設定方法及び画像読み取り装置
を提供する。 【解決手段】 光源を点灯してイメージセンサに白基準
像を入力し、白基準像についてイメージセンサの出力信
号を検査して有効受光素子ごとに白基準データを設定す
る（ステップＳ３０５及びＳ３１０）。白基準像入力後
に光源を消灯し（図１のｅ点）、イメージセンサに黒基
準像を入力し（ステップＳ３１５）、黒基準像について
イメージセンサの出力信号を検査して有効受光素子ごと
に黒基準データを設定し（ステップＳ３２０）、光源を
点灯し（図１のｆ点）、イメージセンサに被写体の光学
像を入力し白基準データ及び黒基準データを用いてシェ
ーディング補正した画像データを出力する（ステップＳ
３３０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シェーディング補
正の基準データ設定方法及び画像読み取り装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像読み取り装置においては、イ
メージセンサに搭載された各受光素子について出力され
た出力信号にシェーディング補正を施している。

【０００３】シェーディング補正の実施には、黒基準デ
ータ及び白基準データと呼ばれる基準データが用いられ
る。画像読み取り装置は、写真フィルム、写真、印刷文
書等の被写体の読み取り動作を実行する前に白基準像及
び黒基準像を入力し、イメージセンサの出力信号を検査
して黒基準データ及び白基準データを設定している。

【０００４】図４は、従来の技術における白基準データ
及び黒基準データを設定して被写体を読み取る処理の流
れと、そのときの光度との関係を表す図である。図４に
示すように、従来の技術においてはまず黒基準データを
先に設定し、その後に白基準データを設定している。黒
基準データの設定では、光源を消灯して（図４のａ点）
イメージセンサに黒基準像を入力する処理（ステップＳ
２０５）と、入力した黒基準像についてイメージセンサ
の出力信号を検査して受光素子毎に黒基準データを設定
する処理（ステップＳ２１０）とを行い、黒基準像を入
力する処理が終了した段階（図４のｂ点）で光源を点灯
している。点灯した光源の光度は時間の経過に伴ってあ
る値まで単調増加して安定する（図４のｃ点）。黒基準
データの設定が終了し且つ光度が安定すると、次に白基
準データの設定を行う（ステップＳ２２０）。白基準デ
ータの設定では、光源を点灯した状態でイメージセンサ
に白基準像を入力する処理と、入力した白基準像につい
てイメージセンサの出力信号を検査して受光素子毎に白
基準データを設定する処理とを行う。白基準データの設
定が終了した後、光源を点灯した状態で、イメージセン
サに被写体の光学像を入力し白基準データ及び黒基準デ
ータを用いてシェーディング補正した画像データを出力
する処理を開始する（ステップＳ２２５）。

【０００５】白基準データの誤差は画質に重大な影響を
与えるため、図４で示すように白基準データの設定（ス
テップＳ２２０）は、光源を点灯してから光度が安定す
るまで十分に待った後に開始している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
光源は点灯されてから光度が安定するまでに数秒〜十数
秒の時間を要するため、黒基準像を入力する処理が終了
して光源を点灯してから白基準データの設定を開始する
までの待ち時間が長く、結果として被写体の読み取りを
開始するまでの時間が長くなっているという問題があ
る。

【０００７】本発明は上記問題を解決するために創作さ
れたものであって、その目的はシェーディング補正に用
いる基準データの設定開始から読み取り開始までの時間
を短縮するシェーディング補正の基準データ設定方法及
び画像読み取り装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によるシェーディ
ング補正の基準データ設定方法は、光源を点灯してイメ
ージセンサに白基準像を入力する白基準像入力段階と、
白基準像についてイメージセンサの出力信号を検査して
有効受光素子ごとに白基準データを設定する白基準設定
段階と、白基準像入力段階の後に光源を消灯してイメー
ジセンサに黒基準像を入力する黒基準像入力段階と、黒
基準像についてイメージセンサの出力信号を検査して有
効受光素子ごとに黒基準データを設定する黒基準設定段
階と、光源を点灯しイメージセンサに被写体の光学像を
入力し白基準データ及び黒基準データを用いてシェーデ
ィング補正した画像データを出力する読み取り段階と、
を含むことを特徴とする。

【０００９】かかるシェーディング補正の基準データ設
定方法によると、光源の光度が増加する過程と被写体の
光学像を読み取る過程とを一部並行して行えるようにな
ることから、シェーディング補正に用いる基準データの
設定開始から読み取り開始までの時間を短縮できる。

【００１０】更に、白基準設定段階は、イメージセンサ
の遮光された受光素子について光源点灯時の出力信号を
検査して暫定黒基準データを設定する第一の段階と、暫
定黒基準データを用いて白基準データを設定する第二の
段階とを含むことが望ましい。遮光された受光素子を用
いることにより、白基準データを設定する前に光源を消
灯させる必要がなくなる。

【００１１】更に、白基準設定段階の第一の段階におい
て、イメージセンサの信号電荷の転送速度を、読み取り
段階におけるイメージセンサの信号電荷の転送速度より
高速に制御することが望ましい。これにより、暫定黒基
準データの設定に要する時間を短縮することができる。

【００１２】更に、黒基準像入力段階において、有効受
光素子に黒基準像を複数回入力し、黒基準設定段階にお
いて、黒基準像についてイメージセンサの出力信号を複
数回検査し有効受光素子ごとの出力信号の平均に基づい
て黒基準データを設定することが望ましい。これによ
り、黒基準データに含まれるランダムノイズの影響を低
減することができ、読み取られる画像の品質が向上す
る。

【００１３】更に、黒基準像入力段階において、有効受
光素子に黒基準像を１００回以上入力し、黒基準設定段
階において、黒基準像についてイメージセンサの出力信
号を１００回以上検査することが望ましい。イメージセ
ンサの出力信号に含まれるランダムノイズは、受光素子
から出力される出力信号の出力値のばらつきの約１／１
０である。ランダムノイズは平均することにより、検出
回数の平方根に反比例するので、検出回数を１００回以
上として出力値を平均することにより、ランダムノイズ
を有効受光素子毎の出力値のばらつき以下にすることが
できる。従って黒基準データに含まれるランダムノイズ
の影響を低減でき、読み取られる画像の品質が向上す
る。

【００１４】本発明による画像読み取り装置は、複数の
受光素子を有するイメージセンサと、被写体を照射する
光源を有しイメージセンサに光学像を入力する光学系
と、イメージセンサの出力信号に基づいて光学像を表す
画像データを出力する処理部と、光源を点灯してイメー
ジセンサに白基準像を入力する白基準入力手段と、白基
準像についてイメージセンサの出力信号を検査して有効
受光素子ごとに白基準データを設定する白基準設定手段
と、白基準像を入力した後に光源を消灯してイメージセ
ンサに黒基準像を入力する黒基準像入力手段と、黒基準
像についてイメージセンサの出力信号を検査して有効受
光素子ごとに黒基準データを設定する黒基準設定手段
と、光源を点灯しイメージセンサに被写体の光学像を入
力し白基準データ及び黒基準データを用いて処理部から
シェーディング補正した画像データを出力させる読み取
り手段と、を備えることを特徴とする。

【００１５】かかる画像読み取り装置によると、光源の
光度が増加する過程と被写体の光学像を読み取る過程と
を一部並行して行えるようになることから、シェーディ
ング補正に用いる基準データの設定開始から読み取り開
始までの時間を短縮できる。

【００１６】更に、イメージセンサは遮光された受光素
子を有し、白基準設定手段は、遮光された受光素子につ
いて光源点灯時の出力信号を検査して暫定黒基準データ
を設定し、暫定黒基準データを用いて白基準データを設
定することが望ましい。遮光された受光素子を用いるこ
とにより、白基準データを設定する前に光源を消灯させ
る必要がなくなる。

【００１７】更に、白基準設定手段は、遮光された受光
素子についてイメージセンサの出力信号を検査すると
き、イメージセンサの信号電荷の転送速度を読み取り手
段より高速に制御することが望ましい。これにより、暫
定黒基準データの設定に要する時間を短縮することがで
きる。

【００１８】更に、黒基準像入力手段は、有効受光素子
に黒基準像を複数回入力し、黒基準設定手段は、黒基準
像についてイメージセンサの出力信号を複数回検査し有
効受光素子ごとの出力信号の平均に基づいて黒基準デー
タを設定することが望ましい。これにより、黒基準デー
タに含まれるランダムノイズの影響を低減することがで
き、読み取られる画像の品質が向上する。

【００１９】更に、黒基準像入力手段は、有効受光素子
に黒基準像を１００回以上入力し、黒基準設定手段は、
黒基準像についてイメージセンサの出力信号を１００回
以上検査することが望ましい。イメージセンサの出力信
号に含まれるランダムノイズは、受光素子から出力され
る出力信号の出力値のばらつきの約１／１０である。ラ
ンダムノイズは平均することにより、検出回数の平方根
に反比例するので、検出回数を１００回以上として出力
値を平均することにより、ランダムノイズを有効受光素
子毎の出力値のばらつき以下にすることができる。従っ
て黒基準データに含まれるランダムノイズの影響を低減
でき、読み取られる画像の品質が向上する。

【００２０】なお、本発明のシェーディング補正の基準
データ設定方法及び画像読み取り装置を構成する複数の
手段は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源
とプログラムにより機能が特定されるハードウェア資源
との任意の組み合わせにより構成される。また、これら
複数の手段は、各々が物理的に互いに独立したハードウ
ェア資源で構成されるものである必要はない。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明による画像読み取り
装置の一実施例であるイメージスキャナ１０の構成につ
いて図２及び図３に基づいて説明する。

【００２２】図２は、本発明による画像読み取り装置の
一実施例としてのイメージスキャナ１０を示す模式図で
ある。イメージスキャナ１０は、直方体の本体１２の上
面に原稿台１４を備えた所謂フラットベッド型である。

【００２３】原稿台１４は概ね矩形のガラス板等の透明
板で形成され、その盤面１５上に写真フィルム、写真、
印刷文書等の被写体Ｍが載置される。原稿台１４の周縁
部には、概ね矩形枠状の原稿ガイド１６が接合されてい
る。原稿ガイド１６は、被写体Ｍに当接し原稿台１４の
盤面１５上に被写体Ｍを位置決めする。原稿ガイド１６
には、主走査方向に延びる白基準板２８が接合されてい
る。白基準板２８は高反射率均一反射面を有する。

【００２４】原稿カバー６０は本体１２に揺動自在に連
結されている。原稿カバー６０は原稿台１４に載置され
る被写体Ｍを押さえるとともに、反射原稿用光源２２ま
たは透過原稿用光源８０の放射光以外の光が被写体を照
らすことがないように原稿台１４を被覆するものであ
る。原稿マット７０は原稿カバー６０に脱着自在に係止
されている。原稿マット７０は、反射原稿の読み取り時
に原稿カバー６０に装着され、透過原稿の読み取り時に
は原稿カバー６０から取り外される。原稿マット７０
は、原稿カバー６０に装着されると光拡散板８２を被覆
し、原稿カバー６０から取り外されると光拡散板８２を
露出させるように、その形状と取り付け位置とが設定さ
れている。

【００２５】透過原稿用光源８０は原稿カバー６０に収
容されている。透過原稿用光源８０は蛍光管ランプ等の
管照明装置と光拡散板８２と反射板とから構成されてい
る。図示しない管照明装置はその長手方向軸がキャリッ
ジ２４の往復移動方向と平行に延びる姿勢で原稿カバー
６０に設けられている。光拡散板８２は原稿カバー６０
の揺動軸と平行な概ね矩形の半透明の導光板から構成さ
れ、管照明装置又は反射板から入射する光を拡散させて
透過させる。図示しない反射板は樋状に湾曲した薄板状
に形成され、その長手方向軸が管照明装置の長手方向軸
に平行な姿勢で原稿カバー６０に設けられている。反射
板は管照明装置の放射光を光拡散板８２に向けて反射す
る。透過原稿用光源８０で写真フィルム等の透過原稿を
照射することで透過原稿を走査可能となる。

【００２６】キャリッジ２４は原稿台１４の盤面１５と
平行に往復移動自在に本体１２に収容されている。キャ
リッジ２４は光学系３０とイメージセンサ２０を搭載し
ている。キャリッジ２４は原稿台１４の盤面１５に対し
平行なガイド用のシャフト等にスライド自在に係止され
ている。ガイド用のシャフトの長手方向軸は図２のＡ方
向に延伸している。キャリッジ２４は例えばベルトによ
り牽引されてイメージセンサ２０及び光学系３０を図２
のＡ方向に運搬する。

【００２７】光学系３０は、反射原稿用光源２２、ミラ
ー３４、集光レンズ３６等で構成されている。反射原稿
用光源２２は蛍光管ランプ等の管照明装置から構成され
ている。反射原稿用光源２２は、その長手方向軸がイメ
ージセンサ２０の長手方向軸と平行に延びる姿勢でキャ
リッジ２４に搭載されている。図２に破線で示すよう
に、反射原稿用光源２２により照射された被写体Ｍの主
走査線上の反射光像及び又は透過原稿用光源８０により
照射された被写体Ｍの主走査線上の透過光像はミラー３
４及び集光レンズ３６によりイメージセンサ２０に結像
される。

【００２８】図３は、イメージスキャナ１０を示すブロ
ック図である。

【００２９】イメージセンサ２０は、フォトダイオード
等の複数の受光素子が図２において紙面垂直方向に直線
状に並ぶ姿勢でキャリッジ２４に搭載されている。イメ
ージセンサ２０は、光学系３０により入力される主走査
線上の光学像を走査しその光学像の濃淡に相関する電気
信号を出力する。イメージセンサ２０は、可視光、赤外
光、紫外光等、所定の波長領域の光を光電変換して得ら
れる電荷を一定時間蓄積し、受光素子ごとの受光量に応
じた電気信号をＣＣＤ（Charge Coupled Device）、Ｍ
ＯＳトランジスタスイッチ等を用いて出力する。イメー
ジセンサ２０としてはレンズ縮小型を用いてもよいし密
着型を用いてもよい。また、カラーフィルタアレイを用
いた３又は６ライン構成のカラーイメージセンサを用い
てもよい。イメージセンサ２０は、被写体の読み取り時
に出力される画像データを構成する画素に対応する有効
受光素子と、予め遮光された６０個の受光素子とを備え
ている。遮光された受光素子について出力された出力値
は、後述する暫定黒基準データの設定に用いられる。な
お、本実施例では、予め遮光された受光素子を用いてい
るが、有効受光素子を黒基準像の入力時に一時的に遮光
するようにしてもよい。

【００３０】主走査駆動部１０２はキャリッジ２４に固
定された基板に搭載される。主走査駆動部１０２は、イ
メージセンサ２０を駆動するために必要な駆動パルスを
イメージセンサ２０に出力する駆動回路である。主走査
駆動部１０２は、例えば同期信号発生器、駆動用タイミ
ングジェネレータ等から構成される。主走査駆動部１０
２は、駆動パルスを出力する間隔を調整することにより
イメージセンサ２０に蓄積される信号電荷の蓄積時間を
制御することができる。

【００３１】副走査駆動部２６は、キャリッジ２４に係
止されたベルト、このベルトを回転させるモータ及び歯
車列、駆動回路等で構成され本体１２に収容されてい
る。副走査駆動部２６が、キャリッジ２４をベルトで牽
引することで図２の紙面垂直方向に延びる主走査線がそ
れに垂直なＡ方向に移動するため２次元画像の走査が可
能となる。

【００３２】信号処理部１００はアナログ信号処理部１
０４、Ａ／Ｄ変換器１０６、ディジタル信号処理部１０
８等から構成される。信号処理部１００は、イメージセ
ンサ２０の出力信号を処理し光学系３０によってイメー
ジセンサ２０に入力される光学像を表す画像データを出
力する。アナログ信号処理部１０４はキャリッジ２４に
固定された基板に搭載される。アナログ信号処理部１０
４は、イメージセンサ２０から出力されたアナログ表現
の電気信号に対して増幅、雑音低減処理等のアナログ信
号処理を施して出力する。Ａ／Ｄ変換器１０６はキャリ
ッジ２４に固定された基板に搭載される。Ａ／Ｄ変換器
１０６は、アナログ信号処理部１０４から出力されたア
ナログ表現の電気信号を所定ビット長のディジタル表現
の画像信号に量子化して出力する。ディジタル信号処理
部１０８は本体１２のハウジング１３に固定された基板
に搭載される。ディジタル信号処理部１０８はシェーデ
ィング補正部、ガンマ補正部、欠陥画素補正部を備え
る。ディジタル信号処理部１０８はＡ／Ｄ変換器１０６
から出力された画像信号に対しシェーディング補正、ガ
ンマ補正、画素補間等の各種のディジタル信号処理を施
して画像データを作成する。尚、ディジタル信号処理部
１０８で施す各種の処理は、制御部１１０又はイメージ
スキャナ１０に接続されるパーソナルコンピュータ等の
画像処理装置１５０で実行するコンピュータプログラム
による処理に置き換えてもよい。

【００３３】制御部１１０はＣＰＵ１３０、ＲＡＭ１３
２及びＲＯＭ１３４を備えるマイクロコンピュータで構
成され、本体１２のハウジング１３に固定された基板に
搭載される。制御部１１０は反射原稿用光源２２及び透
過原稿用光源８０の駆動回路、主走査駆動部１０２、副
走査駆動部２６、信号処理部１００等にバスで接続され
ている。この制御部１１０は、画像処理装置１５０の指
令に応じてＲＯＭ１３４に記憶されたコンピュータプロ
グラムを実行し、反射原稿用光源２２、透過原稿用光源
８０、主走査駆動部１０２、副走査駆動部２６、信号処
理部１００等を制御する。ＲＯＭ１３４に記憶されたコ
ンピュータプログラムには、白基準データ、黒基準デー
タ、暫定黒基準データの設定に係わるプログラムも含ま
れており、ＣＰＵ１３０はこれらのプログラムを実行す
ることにより、受光素子について出力された出力値の積
算、平均値の算出、ＲＡＭ１３２への格納等の白基準デ
ータ、黒基準データ、暫定黒基準データの設定に係わる
処理も行う。

【００３４】インタフェース１４０は、ＵＳＢ、ＩＥＥ
Ｅ１３９４等の所定の規格に従って構成され、本体１２
のハウジング１３に固定された基板に搭載されている。
インタフェース１４０は信号処理部１００、制御部１１
０等にバス接続されている。インタフェース１４０は信
号処理部１００から出力される画像データを画像処理装
置１５０に転送する。

【００３５】以上、本発明による画像読み取り装置の一
実施例であるイメージスキャナ１０の構成について図２
及び図３に基づいて説明した。

【００３６】一般に、写真フィルム等の透過原稿には階
調の差が小さな暗部の領域が多く含まれることから、黒
基準データは特に透過原稿を読み取って出力された画像
データの画質に大きな影響を与える。そこで、以後の説
明では透過原稿を読み取る場合を例に説明する。

【００３７】以下、本実施例における白基準データ及び
黒基準データの設定処理の流れと、そのときの光度との
関係とについて説明する。

【００３８】図１は、本実施例における白基準データ及
び黒基準データを設定して被写体を読み取る処理の流れ
と、そのときの透過原稿用光源８０の光度との関係を表
す図である。本処理は、画像処理装置１５０から被写体
の読み取りの命令を受けることによって開始される。な
お、本処理においては光源の明るさ等の条件が変わるた
め白基準データ及び黒基準データの設定は被写体の読み
取りの前に毎回行っている。図１に示すように、白基準
データを先に設定し、その後に黒基準データを設定す
る。白基準データの設定は、遮光された受光素子につい
て透過原稿用光源８０点灯時の出力信号を検査して暫定
黒基準データを設定する第一段階（ステップＳ３０５）
と、暫定黒基準データを用いて白基準データを設定する
第二段階（ステップＳ３１０）とからなる。第二段階で
は、透過原稿用光源８０を点灯してイメージセンサ２０
に白基準像を入力する処理と、入力された白基準像につ
いてイメージセンサ２０の出力信号を検査して有効受光
素子毎に白基準データを設定する処理とが行われ、透過
原稿用光源８０は白基準像を入力する処理が終わった時
点で消灯される（図１のｅ点）。白基準データの設定が
完了すると、次に黒基準データの設定が行われる。黒基
準データの設定では、透過原稿用光源８０を消灯した状
態でイメージセンサ２０に黒基準像を入力する処理（ス
テップＳ３１５）と、入力された黒基準像についてイメ
ージセンサ２０の出力信号を検査して受光素子毎に黒基
準データを設定する処理（ステップＳ３２０）とが行わ
れ、透過原稿用光源８０は黒基準像を入力する処理が終
わった段階（図１のｆ点）で点灯される。点灯された透
過原稿用光源８０の光度は時間の経過に伴ってある値ま
で単調増加して安定する（図１のｇ点）。透過原稿用光
源８０が点灯されて所定の時間が経過したら（図１のｉ
時間）、透過原稿用光源８０の光度が最大に達すること
を待つことなく被写体の読み取り処理が開始される（ス
テップＳ３３０）。このため光学像の入力開始後しばら
くの間は透過原稿用光源８０の光度が時間の経過に伴っ
て単調増加する。

【００３９】以上、本実施例における白基準データ及び
黒基準データを設定して被写体を読み取る処理の流れ
と、そのときの光度との関係とを説明した。以下、図１
の各処理を行う作動について説明する。

【００４０】図５は、第一段階（ステップＳ３０５）の
作動を説明した図である。ＣＰＵ１３０は、まず透過原
稿用光源８０を点灯した状態で信号電荷をイメージセン
サ２０の遮光された６０個の受光素子に蓄積させる。こ
れにより暫定黒基準像が入力される（ステップＳ４０
５）。ＣＰＵ１３０は、主走査駆動部１０２に駆動パル
スを所定の間隔で出力させ、蓄積された信号電荷をイメ
ージセンサ２０の図示しないシフトレジスタへ転送さ
せ、１ライン分のアナログ電気信号をアナログ信号処理
部１０４に出力させる。なお、第一段階では、駆動パル
スを出力する間隔を調整することにより、被写体の読み
取り時における信号電荷の蓄積時間に比べて信号電荷の
蓄積時間を短く制御する。これは、暫定黒基準データが
白基準データより十分小さいため、蓄積時間を短くして
も画像データの画質に与える影響はほとんどないためで
ある。次に、ＣＰＵ１３０は、信号処理部１００を制御
し、アナログ信号処理部１０４によって、出力したアナ
ログの電気信号にアナログ信号処理を施こす（ステップ
Ｓ４１０）。次に、Ａ／Ｄ変換器によってディジタルデ
ータに変換し（ステップＳ４１５）、遮光された６０個
の受光素子についての出力値として出力する。ＣＰＵ１
３０は、各遮光された６０個の受光素子についての出力
値の平均値を算出し（ステップＳ４２０）、算出した平
均値を暫定黒基準データＢ´としてＲＡＭ１３２上の所
定の記憶領域に記憶する（ステップＳ４２５）。

【００４１】例えば、イメージセンサ２０の遮光された
受光素子Ｂ´１〜Ｂ´１０についての出力値が、Ｂ´１
＝１２、Ｂ´２＝１３、Ｂ´３＝９、Ｂ´４＝１６、Ｂ
´５＝６、Ｂ´６＝１９、Ｂ´７＝５、Ｂ´８＝２０、
Ｂ´９＝１３、Ｂ´１０＝１７とすると、暫定黒基準デ
ータＢ´を記憶するＲＡＭ１３２上の所定の記憶領域に
はＢ´＝１３と記憶される。

【００４２】暫定黒基準データは白基準データに対して
十分小さいことから、暫定黒基準データの設定において
は受光素子毎の出力値の差は無視できる。よって、暫定
黒基準データでは受光素子毎の出力値の差を０とみな
し、以下に説明する白基準データの設定においては全て
の有効受光素子について同一の暫定黒基準データを用い
る。

【００４３】図６は、第二段階（ステップＳ３１０）の
作動を説明した図である。第二段階では、まず白基準像
を入力する。白基準像とは、透過原稿用光源８０に照射
された光拡散板８２の光学像のことである。ＣＰＵ１３
０は、透過原稿用光源８０を点灯した状態で、副走査駆
動部２６を制御してキャリッジ２４を所定の白基準読み
取り位置に移動する。これにより、光拡散板８２の光学
像を光学系３０によりイメージセンサ２０に結像させ、
入射光量に相関した量の信号電荷をイメージセンサ２０
の有効受光素子に蓄積させる。これにより白基準像が入
力される（ステップＳ５０５）。ＣＰＵ１３０は、主走
査駆動部１０２に駆動パルスを所定の間隔で出力させ、
蓄積された電荷をイメージセンサ２０の図示しないシフ
トレジスタへ転送させ、１ライン分のアナログ電気信号
をアナログ信号処理部１０４に出力させる。次に、ＣＰ
Ｕ１３０は、信号処理部１００を制御し、アナログ信号
処理部１０４によって、出力したアナログ電気信号にア
ナログ信号処理を施こす（ステップＳ５１０）。次に、
Ａ／Ｄ変換器によってディジタルデータに変換し、各有
効受光素子についての出力値として出力する（ステップ
Ｓ５１５）。次に、ＣＰＵ１３０は、出力値を有効受光
素子毎に積算する（ステップＳ５２０）。以上のステッ
プＳ５０５〜ステップＳ５２０までの処理を所定の回数
繰り返し実行する。本実施例では、１６回繰り返し実行
しており、従って各有効受光素子についての出力値は１
６回積算される。ＣＰＵ１３０は、有効受光素子毎に積
算した出力値を白基準像の入力回数ｎ＝１６で除して、
有効受光素子毎の出力データの平均値Ｗを算出する（ス
テップＳ５３０）。算出した有効受光素子毎の平均値Ｗ
と暫定黒基準データＢ´とから、有効受光素子毎の差分
Ｗ´＝Ｗ−Ｂ´を算出し（ステップＳ５３５）、算出し
た有効受光素子毎の差分Ｗ´を白基準データとしてＲＡ
Ｍ１３２上の所定の記憶領域に格納する（ステップＳ５
４０）。

【００４４】例えば、イメージセンサ２０の有効受光素
子Ｗ１〜Ｗ１０毎の出力値の平均値が、Ｗ１＝２４２、
Ｗ２＝２４３、Ｗ３＝２３９、Ｗ４＝２４６、Ｗ５＝２
３６、Ｗ６＝２４９、Ｗ７＝２３５、Ｗ８＝２５０、Ｗ
９＝２４３、Ｗ１０＝２４０とし、ＲＡＭ１３２上の所
定の記憶領域に記憶されている暫定黒基準データＢ´が
１３であるとすると、白基準データを格納するＲＡＭ上
の所定の記憶領域Ｗ´１〜Ｗ´１０には、Ｗ´１＝２２
９、Ｗ´２＝２３０、Ｗ´３＝２２６、Ｗ´４＝２３
３、Ｗ´５＝２２３、Ｗ´６＝２３６、Ｗ´７＝２２
２、Ｗ´８＝２３７、Ｗ´９＝２３０、Ｗ´１０＝２２
７と記憶される。

【００４５】上記のように白基準データを有効受光素子
毎の出力値Ｗの平均値と暫定黒基準データＢ´との差で
記憶しているのは、次の理由による。シェーディング補
正を行う場合、補正は以下の補正式で行われる。 補正式 ｘ´＝ａ（ｘ−ｂ）／（ｗ−ｂ´） 上記補正式において、ｘは当該受光素子の出力値（ディ
ジタルデータ）であり、ｘ´は補正後の値である。ｗは
当該受光素子の白基準データである。ｂは当該受光素子
の黒基準データであり、ｂ´は暫定黒基準データであ
る。ａは定数であり、８ビットで処理する場合は２５５
（＝２⁸−１）、１６ビットで処理する場合は６５５３
５（＝２¹⁶−１）である。分母のｗ−ｂ´は、画像読み
取り段階では受光素子毎に一定であるため、差分Ｗ´
（＝ｗ−ｂ´）の計算を行う回数を白基準データの設定
時の一回のみとすることにより、補正時の計算時間を短
縮するためである。

【００４６】なお、本実施例では暫定黒基準像の入力
と、白基準像の入力を第一段階と第二段階でそれぞれ別
々に行っているが、これらを一度の入力で行うようにし
てもよい。

【００４７】図７は、黒基準データの設定（ステップＳ
３１５及びＳ３２０）の作動を説明した図である。黒基
準データの設定では、まず黒基準像を入力する。ＣＰＵ
１３０は、透過原稿用光源８０を消灯した状態で、イメ
ージセンサ２０の有効受光素子に信号電荷を蓄積させ
る。これにより黒基準像が入力される（ステップＳ６０
５）。ＣＰＵ１３０は、主走査駆動部１０２に駆動パル
スを所定の間隔で出力させ、蓄積された電荷をイメージ
センサ２０の図示しないシフトレジスタへ転送させ、１
ライン分のアナログ電気信号をアナログ信号処理部１０
４に出力させる。なお、ＣＰＵ１３０は、駆動パルスを
出力する間隔を被写体像の読み取り時と同じ間隔に制御
することで、黒基準像の入力時の信号電荷の蓄積時間を
被写体像の読み取り時と同じ蓄積時間にしている。次
に、ＣＰＵ１３０は、信号処理部１００を制御し、アナ
ログ信号処理部１０４によって、出力したアナログ電気
信号にアナログ信号処理を施こす（ステップＳ６１
０）。次に、Ａ／Ｄ変換器によってディジタルデータに
変換し、各有効受光素子についての出力値として出力す
る（ステップＳ６１５）。次に、ＣＰＵ１３０は、出力
値を有効受光素子毎に積算する（ステップＳ６２０）。
以上のステップＳ６０５〜ステップＳ６２０までを所定
の回数繰り返し実行する。本実施例では、１２８回実行
しており、従って各有効受光素子についての出力値は１
２８回積算される。ＣＰＵ１３０は、有効受光素子毎に
積算した出力値を黒基準像の入力回数ｎ＝１２８で除し
て、有効受光素子毎に出力データの平均値を算出する
（ステップＳ６２５）。最後に、算出した有効受光素子
毎の平均値を黒基準データＢとしてＲＡＭ１３２上の所
定の記憶領域に格納する（ステップＳ６３０）。

【００４８】本実施例において黒基準像の入力回数を１
２８回としたのは、次の理由による。イメージセンサに
入射する光を遮断した状態では、イメージセンサの各有
効受光素子について出力される電気信号の出力値は１ｍ
Ｖ程度のばらつきがある。一方、イメージセンサの各受
光素子において発生するランダムノイズは１０ｍＶ程度
である。そのため、イメージセンサの各有効受光素子か
ら発生するランダムノイズを少なくとも１／１０にしな
ければ、入射する光を遮断した状態における各有効受光
素子についての出力データ、すなわち暗時出力を正確に
求めることができない。平均化処理を実施する場合、黒
基準像の入力回数をｎとすると、１／（ｎ^1/2）だけラ
ンダムノイズを減らすことができる。そこで、ランダム
ノイズを１／１０にするためには、黒基準像の入力回数
ｎを１００以上に設定する必要がある。また、信号処理
部１００におけるデータの内部処理を考慮すると、黒基
準像の入力回数は２^m（ｍは整数）となることが望まし
い。そこで、本実施例では黒基準像の入力回数を２⁷＝
１２８回に設定している。

【００４９】なお、黒基準データの記憶については、本
実施例では有効受光素子毎の平均値を黒基準データとし
てそのまま記憶しているが、オフセット値を利用するこ
とにより黒基準データの記憶領域を低減するようにして
もよい。

【００５０】図８は、被写体の読み取り処理（ステップ
Ｓ３３０）の作動を説明した図である。ＣＰＵ１３０
は、透過原稿用光源８０を点灯した状態で、副走査駆動
部２６を制御してキャリッジ２４を所定の被写体読み取
り位置に移動する。なお、この移動は第一段階（ステッ
プＳ３０５）の処理が終了してから読み取り処理を開始
するまでの間のどの時点で移動させておいてもよい。こ
れにより、被写体像を光学系３０によりイメージセンサ
２０に結像させ、入射光量の濃淡に相関した量の信号電
荷をイメージセンサ２０の有効受光素子に蓄積させる。
これにより、被写体像が入力される（ステップＳ７０
５）。ＣＰＵ１３０は、主走査駆動部１０２に駆動パル
スを所定の間隔で入力させ、蓄積された電荷をイメージ
センサ２０の図示しないシフトレジスタへ転送させ、１
ライン分のアナログ電気信号をアナログ信号処理部１０
４に出力させる。次に、ＣＰＵ１３０は、信号処理部１
００を制御し、アナログ信号処理部１０４によって、出
力したアナログの電気信号にアナログ信号処理を施こす
（ステップＳ７１０）。次に、Ａ／Ｄ変換器によってデ
ィジタルデータに変換し、ディジタル信号処理部１０８
に出力する（ステップＳ７１５）。出力した各有効受光
素子についての出力値に対しディジタル信号処理部１０
８のシェーディング補正部によってシェーディング補正
を行う。シェーディング補正部は、ＲＡＭ１３２上の所
定の記憶領域に記憶された有効受光素子毎の白基準デー
タと黒基準データを読み込み、前述の補正式に従って有
効受光素子毎に出力値の補正を行う（ステップＳ７２
０）。ディジタル信号処理部１０８はさらにガンマ補正
や画素補完等の各種のディジタル信号処理を施し画像デ
ータとして出力する（ステップＳ７２５）。ＣＰＵ１３
０は、副走査駆動部２６を制御してキャリッジ２４を一
定速度で副走査方向へ移動させつつ、上記の処理を繰り
返すことにより被写体の読み取りを行う。

【００５１】以上、図１の各処理を行う作動について説
明した。以下、本実施例におけるイメージスキャナ１０
の効果について説明する。

【００５２】本実施例のイメージスキャナ１０では、黒
基準データを設定してから白基準データを設定してい
る。これにより、透過原稿用光源８０の光度が安定する
前に被写体の走査を開始することが可能となり、シェー
ディング補正に用いる基準データの設定開始から読み取
り開始までの時間を短縮することができる。

【００５３】また、本実施例では、透過原稿用光源８０
の光度が安定する前に被写体の走査を開始しても画像デ
ータの品質を低下させることがない。これは、読み取り
を開始してから光度が安定するまでの時間（図１のｈ時
間）に読み取ることのできる画像が被写体の端部の一部
であり、画像データの品質に与える影響は軽微で無視で
きる程度であるからである。例えば、写真フィルム等は
一般にフィルムホルダに保持されて原稿台１４に載置さ
れることが多く、この場合はｈ時間の間に読み取られる
被写体は写真フィルムではなくフィルムフォルダを構成
するフレーム部分であり、多くの場合は画像データの品
質に全く影響を与えない。また、例えば、画像データを
出力する前に試写用の画像データ（プレビュー画像）と
して被写体を読み取ることも多く、この場合はｈ時間に
読み取る画像はプレビュー画像として使用されるもので
あり、その後に出力する画像データの品質とは関係がな
い。これにより、画像データの品質を低下させることな
く、シェーディング補正に用いる基準データの設定開始
から読み取り開始までの時間を短縮することができる。

【００５４】また、本実施例では、遮光された受光素子
について信号電荷を蓄積する時間を、被写体の読み取り
処理の場合に比べて短くしている。これにより、暫定黒
基準データを設定するのに要する時間を短縮することが
でき、結果としてシェーディング補正に用いる基準デー
タの設定開始から読み取り開始までの時間をさらに短縮
することができる。

【００５５】また、本実施例では、黒基準データの設定
において、イメージセンサ２０の各有効受光素子につい
て出力される電気信号の出力値を１００回以上検出して
いる。これにより、受光素子から発生するランダムノイ
ズを１／１０にすることができ、黒基準データに含まれ
るランダムノイズの影響を低減することができる。この
結果、読み取られる画像の品質を向上することができ
る。

【００５６】以上、本実施例におけるイメージスキャナ
１０の効果について説明した。本実施例はフラットベッ
ド型の画像読み取り装置を用いて写真フィルム等の透過
原稿を読み取る場合を例に説明したが、シートフィード
型の画像読み取り装置に本発明を適用してもよいし、透
過原稿に限らず印刷文書等の反射原稿を読み取る場合に
本発明を適用してもよい。また、画像データに含まれる
ノイズの増幅を予防するために基本露光時間のｎ倍の過
剰露光を行う場合には、黒基準像の入力についても基本
露光時間のｎ倍にするとよい。ここで基本露光時間と
は、被写体を読み取る時の露光時間のことであり、白基
準像の入力時に有効受光素子について出力される出力値
の最大値が所定の値となるように決定された露光時間
（電荷蓄積時間）のことである。

【００５７】最後に、特許請求の範囲に記載の発明と本
実施例との対応関係を以下に整理して説明する。

【００５８】特許請求の範囲に記載の「白基準像入力段
階」は、白基準データの設定の第二段階で、透過原稿用
光源８０を点灯した状態で、光拡散板８２の光学像を光
学系３０によりイメージセンサ２０に結像させ、入射光
量に相関した量の信号電荷をイメージセンサ２０の有効
受光素子に蓄積させる段階（ステップＳ５０５）に対応
する。

【００５９】特許請求の範囲に記載の「白基準像設定段
階」は、白基準データの設定の第二段階で、１ライン分
のアナログ電気信号を出力させてから白基準データとし
てＲＡＭ１３２に格納するまでの一連の段階（ステップ
Ｓ５１０〜Ｓ５４０）に対応する。

【００６０】特許請求の範囲に記載の「黒基準像入力段
階」は、透過原稿用光源８０を消灯した状態で、イメー
ジセンサ２０の有効受光素子に信号電荷を蓄積させる段
階（ステップＳ６０５）に対応する。

【００６１】特許請求の範囲に記載の「黒基準設定段
階」は、１ライン分のアナログ電気信号を出力させてか
ら黒基準データとしてＲＡＭ１３２に格納するまでの一
連の段階（ステップＳ６１０〜Ｓ６３０）に対応する。

【００６２】特許請求の範囲に記載の「読み取り段階」
は、透過原稿用光源８０を点灯した状態で、被写体像を
光学系３０によりイメージセンサ２０に結像させ、入射
光量の濃淡に相関した量の信号電荷をイメージセンサ２
０の有効受光素子に蓄積させてから、シェーディング補
正や、ガンマ補正や画素補完等の各種のディジタル信号
処理を施し画像データとして出力するまでの一連の処理
（ステップＳ７０５〜Ｓ７２５）に対応する

【００６３】特許請求の範囲に記載の「白基準設定段
階」の「第一の段階」は、透過原稿用光源８０が点灯さ
れた状態で信号電荷をイメージセンサ２０の遮光された
６０個の受光素子に蓄積させてから、暫定黒基準データ
としてＲＡＭ１３２上の所定の記憶領域に記憶するまで
の一連の段階（ステップＳ３０５、ステップＳ４０５〜
Ｓ４２５）に対応する。

【００６４】特許請求の範囲に記載の「白基準設定段
階」の「第二の段階」は、透過原稿用光源８０を点灯し
た状態で、光拡散板８２の光学像を光学系３０によりイ
メージセンサ２０に結像させてから白基準データとして
ＲＡＭ１３２上の所定の記憶領域に格納するまでの一連
の段階（ステップＳ３１０，ステップＳ５０５〜Ｓ５４
０）に対応する。

【００６５】特許請求の範囲に記載の「第一の段階にお
いて、イメージセンサの信号電荷の蓄積時間を、読み取
り段階におけるイメージセンサの信号電荷の蓄積時間よ
り短く制御する」機能は、第一段階のステップＳ４１０
において、駆動パルスを出力する間隔を調整することに
より、被写体の読み取り時における信号電荷の蓄積時間
に比べて信号電荷の蓄積時間を短く制御する機能に対応
する。

【００６６】特許請求の範囲に記載の「黒基準像入力段
階において、有効受光素子に黒基準像を複数回入力」す
る機能は、透過原稿用光源８０を消灯した状態で、イメ
ージセンサ２０の有効受光素子に信号電荷を蓄積させる
処理（ステップＳ６０５）を１２８回繰り返す機能に対
応する。

【００６７】特許請求の範囲に記載の「黒基準設定段階
において、黒基準像についてイメージセンサの出力信号
を複数回検査し有効受光素子ごとの出力信号の平均に基
づいて黒基準データを設定する」機能は、１ライン分の
アナログ電気信号を出力させてから、有効受光素子毎に
出力データの平均値を算出して黒基準データとしてＲＡ
Ｍ１３２上の所定の記憶領域に格納する機能（ステップ
Ｓ６１０〜ステップＳ６３０）に対応する。

【００６８】特許請求の範囲に記載の「黒基準像入力段
階において、有効受光素子に黒基準像を１００回以上入
力」する機能は、透過原稿用光源８０を消灯した状態
で、イメージセンサ２０の有効受光素子に信号電荷を蓄
積させる処理（ステップＳ６０５）を１２８回繰り返す
機能に対応する。

【００６９】特許請求の範囲に記載の「黒基準設定段階
において、黒基準像についてイメージセンサの出力信号
を１００回以上検査する」機能は、１ライン分のアナロ
グ電気信号を出力させてから各有効受光素子についての
出力値を積算するまでの一連の処理（ステップＳ６１０
〜Ｓ６２０）を１２８回繰り返す機能に対応する。

【００７０】特許請求の範囲に記載の「イメージセン
サ」が有する「複数の受光素子」は、イメージスキャナ
１０が備えるイメージセンサ２０上に搭載された複数の
受光素子に対応する。

【００７１】特許請求の範囲に記載の「画像読み取り装
置」が備える「イメージセンサ」、「光学系」、「処理
部」は、それぞれイメージセンサ２０、光学系３０、信
号処理部１００に対応する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例における白基準データ及び黒基準デー
タの設定処理の流れと、そのときの光度との関係を表す
図である。

【図２】本発明の一実施例によるイメージスキャナを示
す模式図である。

【図３】本発明の一実施例によるイメージスキャナを示
すブロック図である。

【図４】従来の技術における白基準データ及び黒基準デ
ータの設定処理の流れと、そのときの光度との関係を表
す図である。

【図５】本実施例における第一段階の作動を説明した図
である。

【図６】本実施例における第二段階の作動を説明した図
である。

【図７】本実施例における黒基準データを設定する作動
を説明した図である。

【図８】本実施例における被写体の読み取りを行う作動
を説明した図である。

【符号の説明】 １０ イメージスキャナ １２ 本体 １３ ハウジング １４ 原稿台 ２０ リニアイメージセンサ ２２ 光源 ２４ キャリッジ ２６ 副走査駆動部 ３０ 光学系 １００ 信号処理部 １０２ 主走査駆動部 １１０ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B047 AA01 BB02 BC11 CB04 DA04 DB01 DC01 5C072 AA01 BA08 CA02 DA16 EA04 RA15 UA02 UA06 VA03 5C077 LL18 MM03 MM27 PP06 PP44 PP45 PP46 PQ18

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源を点灯してイメージセンサに白基準
   像を入力する白基準像入力段階と、 前記白基準像について前記イメージセンサの出力信号を
   検査して有効受光素子ごとに白基準データを設定する白
   基準設定段階と、 前記白基準像入力段階の後に前記光源を消灯して前記イ
   メージセンサに黒基準像を入力する黒基準像入力段階
   と、 前記黒基準像について前記イメージセンサの出力信号を
   検査して前記有効受光素子ごとに黒基準データを設定す
   る黒基準設定段階と、 前記光源を点灯し前記イメージセンサに被写体の光学像
   を入力し前記白基準データ及び前記黒基準データを用い
   てシェーディング補正した画像データを出力する読み取
   り段階と、を含むことを特徴とするシェーディング補正
   の基準データ設定方法。
2. 【請求項２】 前記白基準設定段階は、前記イメージセ
   ンサの遮光された受光素子について光源点灯時の出力信
   号を検査して暫定黒基準データを設定する第一の段階
   と、前記暫定黒基準データを用いて前記白基準データを
   設定する第二の段階とを含むことを特徴とする請求項１
   記載のシェーディング補正の基準データ設定方法。
3. 【請求項３】 前記白基準設定段階の第一の段階におい
   て、前記イメージセンサの信号電荷の蓄積時間を、前記
   読み取り段階における前記イメージセンサの信号電荷の
   蓄積時間より短く制御することを特徴とする請求項２記
   載のシェーディング補正の基準データ設定方法。
4. 【請求項４】 前記黒基準像入力段階において、前記有
   効受光素子に前記黒基準像を複数回入力し、 前記黒基準設定段階において、前記黒基準像について前
   記イメージセンサの出力信号を複数回検査し前記有効受
   光素子ごとの出力信号の平均に基づいて前記黒基準デー
   タを設定することを特徴とする請求項１、２又は３記載
   のシェーディング補正の基準データ設定方法。
5. 【請求項５】前記黒基準像入力段階において、前記有効
   受光素子に前記黒基準像を１００回以上入力し、 前記黒基準設定段階において、前記黒基準像について前
   記イメージセンサの出力信号を１００回以上検査するこ
   とを特徴とする請求項４記載のシェーディング補正の基
   準データ設定方法。
6. 【請求項６】 複数の受光素子を有するイメージセンサ
   と、 被写体を照射する光源を有し前記イメージセンサに光学
   像を入力する光学系と、 前記イメージセンサの出力信号に基づいて前記光学像を
   表す画像データを出力する処理部と、 前記光源を点灯して前記イメージセンサに白基準像を入
   力する白基準入力手段と、 前記白基準像について前記イメージセンサの出力信号を
   検査して有効受光素子ごとに白基準データを設定する白
   基準設定手段と、 前記白基準像を入力した後に前記光源を消灯して前記イ
   メージセンサに黒基準像を入力する黒基準像入力手段
   と、 前記黒基準像について前記イメージセンサの出力信号を
   検査して前記有効受光素子ごとに黒基準データを設定す
   る黒基準設定手段と、 前記光源を点灯し前記イメージセンサに前記被写体の光
   学像を入力し前記白基準データ及び前記黒基準データを
   用いて前記処理部からシェーディング補正した画像デー
   タを出力させる読み取り手段と、を備えることを特徴と
   する画像読み取り装置。
7. 【請求項７】 前記イメージセンサは遮光された受光素
   子を有し、 前記白基準設定手段は、前記遮光された受光素子につい
   て光源点灯時の出力信号を検査して暫定黒基準データを
   設定し、前記暫定黒基準データを用いて前記白基準デー
   タを設定することを特徴とする請求項６記載の画像読み
   取り装置。
8. 【請求項８】 前記白基準設定手段は、前記遮光された
   受光素子について前記イメージセンサの出力信号を検査
   するとき、前記イメージセンサの信号電荷の蓄積時間を
   前記読み取り手段より短く制御することを特徴とする請
   求項７記載の画像読み取り装置。
9. 【請求項９】 前記黒基準像入力手段は、前記有効受光
   素子に前記黒基準像を複数回入力し、 前記黒基準設定手段は、前記黒基準像について前記イメ
   ージセンサの出力信号を複数回検査し前記有効受光素子
   ごとの出力信号の平均に基づいて前記黒基準データを設
   定することを特徴とする請求項６、７又は８記載の画像
   読み取り装置。
10. 【請求項１０】 前記黒基準像入力手段は、前記有効受
    光素子に前記黒基準像を１００回以上入力し、 前記黒基準設定手段は、前記黒基準像について前記イメ
    ージセンサの出力信号を１００回以上検査することを特
    徴とする請求項９記載の画像読み取り装置。