JP2908474B2 - 画像読取り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、変倍機能を持つデジタル複写機、ファクシ
ミリ等の一次元固体撮像素子（CCD）を用いた画像読取
り装置に関する。

従来の技術 一般に、CCDを用いて原稿面からの光を画像信号に光
電変換するこの種の画像読取り装置では、露光照明光の
光量不均一、CCDの各画素の感度不均一等による画像信
号の不均一をなくすために、シェーディング補正処理を
行うようにしている。

このようなシェーディング補正方式としては、原稿面
読取りに先立ち、白色基準板をCCDにより１ライン分だ
け読取ってシェーディング補正データを得るのが一般的
である。ところが、１ライン分のみの読取りによると、
塵、ごみ等の影響や白色基準板の部分的な濃度差などに
より、シェーディング補正データに大きな誤差を生じ、
補正の意味がなくなってしまうことがある。

このようなことから、最近では、白色基準板を複数回
走査して読取りを行い、複数ライン分のデータを得、そ
の平均値をシェーディング補正データとするようにした
ものが、例えば特開昭57−206171号公報、特開昭59−22
3062号公報、特開昭60−246176号公報等により提案され
ている。このような補正データによれば、白色基準板上
にごみ等があってもごみのない部分のデータとの平均化
により希薄化されて影響の少ないものとなる。

発明が解決しようとする課題 これらの公報、例えば特開昭60−246176号公報にあっ
ては、複数ライン分を走査するとあるだけで、白色基準
板に対しどのような動作タイミングで複数ライン分のデ
ータを得るかについて特に明記されていない。

しかし、このために主走査方向の１ライン分の時間毎
にシェーディング補正データを読取るとなると、変倍機
能を持つものにあっては拡大時であってその倍率が大き
くなればなる程、シェーディングデータを読取る白色基
準板上での読取りラインの幅が狭くなってしまう。即
ち、第２図に示すような白色基準板１を複数ライン分読
取る場合（Ｓが各読取りラインを示す）、同図（ａ）が
等倍時の様子を示すものとすれば、主走査方向の１ライ
ン周期で発生するライン同期信号は常に一定であるの
で、変倍率によって１ライン毎に移動する距離（副走査
方向）Ｌは副走査速度に従い変化する。よって、例えば
拡大時であれば同図（ｂ）に示すように読取りラインＳ
間の距離Ｌが狭くなる。この結果、拡大になる程、シュ
ーディング補正データを得るための読取りラインＳがく
っつき又は接近したものとなる。このような状態で複数
ライン分を読取ったとしても、例えば白色基準板上にご
みが存在したような場合、ある画素では各ライン２でこ
れを読取ってしまい、平均化しても希薄化キャンセルで
きず、複数ライン分読取る意味が半減してしまう。

このような不都合を避けるためには、例えば１ライン
毎ではなく、複数ライン走査毎にシェーディング補正デ
ータの読取りを行うようにし、拡大時の読取り間隔に余
裕を持たせることが考えられる。しかし、第２図に示す
ようにシェーディング補正データをｎ回読取って平均化
する場合、ｎ倍のライン同期信号分のシェーディング期
間とその分を走査し得る幅Ｗの白色基準板１が必要であ
る。この幅Ｗは変倍率が最小縮小時を想定して決定する
必要があり、拡大時の読取り間隔に余裕を持たせると、
この幅Ｗはかなり大きなものとなってしまう。白色基準
板１は一般にコンタクトガラスの一端に設けられるもの
であり、その幅Ｗが大きくなると小型化の支障となり、
かつ、白色性を均一に維持するのも難しくなる。

他の方式として、例えば露光光学系の走査速度を、原
稿面に対しては当然変倍率に応じた速度とするが、白色
基準板走査については常に等倍時速度にて等速駆動とさ
せることも考えられる。これによれば、常に第２図
（ａ）に示す状態となる。しかし、白色基準板読取りの
ために、等速に制御することは制御が複雑になる等、現
実的な対策とはいえない。

課題を解決するための手段 変倍率に応じた副走査速度で駆動される露光光学系に
より原稿面を露光走査し、原稿面からの反射光を一次元
固体撮像素子に結像させて原稿画像を読取るとともに、
この原稿画像読取りに先立って白色基準板を前記露光光
学系により露光走査を行って前記一次元固体撮像素子に
より複数ライン分を読取り、これらの複数ライン分の読
取りデータの平均値又は最大値によるシェーディング補
正データを求め、原稿画像読取り時にこのシェーディン
グ補正データにより読取り画像データを補正するように
した画像読取り装置において、前記白色基準板を読取る
際に、前記変倍率に応じた副走査速度で前記露光光学系
を駆動部で駆動した時に前記駆動部に連動するクロック
発生手段から発生するクロックに基づいて変倍率によら
ず副走査方向に離散的な複数ラインについて複数回分の
読取りを行わせるタイミング信号を生成する読取りタイ
ミング信号生成手段を設けた。また、クロックを駆動部
に結合されたエンコーダから出力されるものとした。

作用 拡大等により露光光学系の副走査速度が変わったとし
ても、露光光学系を駆動するための駆動部で白色基準板
を読取る際にクロック発生手段からクロックを発生さ
せ、このクロックに基づいて生成されるタイミング信号
により、複数ラインが例えば等間隔位置のような離散的
な状態で行われることになり、読取りラインがあまりに
くっついたり接近してしまうようなことがなく、白色基
準板からの各部から有効なデータを得ることができ、平
均値処理等により白色基準板上のごみ等によるシェーデ
ィング補正データへの影響を軽減できる。この場合、縮
小時等を考慮しても、白色基準板の幅をそれ程大きくす
る必要もない。また、露光光学系の副走査速度をシェー
ディング補正時専用に制御するといった必要もなく、駆
動部直結のエンコーダ等を利用すればよいものである。

実施例 本発明の一実施例を第１図に基づいて説明する。本実
施例はデジタル複写機に適用したもので、その概略構成
及び作用を説明する。まず、原稿２を載置させるコンタ
クトガラス３が設けられている。コンタクトガラス３の
下には原稿面を副走査方向（図面、左右方向）に露光走
査する露光光学系４が設けられている。この露光光学系
４は蛍光灯５、第１ミラー６よりなり、走査方向に張設
されて正逆転自在の駆動部としての直流駆動モータ７に
軸直結されたプーリ８により駆動される駆動ワイヤ９に
連結されている。原稿面からの反射光を第１ミラー６、
第２ミラー10、結像レンズ11を経て受光しアナログ的な
電気信号に変換する一次元固体撮像素子（CCD）12が設
けられている。CCD12にはデジタル信号に変換するA/D変
換部13が接続されている。以下、特開昭60−246176号公
報の場合と同様に、加算回路14、記憶回路15、除算回路
16、切換えスイッチ17、記憶回路（RAM）18,（ROM）1
9、乗算回路20が順に設けられている。切換えスイッチ1
7はシェーディング補正データ読取り時と実際の原稿面
画像読取り時とを切換えるものである。

また、前記コンタクトガラス３下面であって前記露光
光学系４による副走査範囲内に位置させて白色基準板21
が設けられている。

さらに、ホストコンピュータ22に接続されて複写機全
体を制御するCPU23が設けられている。即ち、CPU22は蛍
光灯５等の各種負荷24の駆動制御を受け持つとともに、
ホームポジションHPセンサ等の各種センサ25の検出入力
を受けるものであり、駆動回路26を介して前記直流駆動
モータ７を駆動させるといった制御を行う。また、イネ
ーブル信号により前記加算回路14、記憶回路15の動作を
制御する。

また、前記直流駆動モータ７にはその回転数を検出す
るためのクロック発生手段として作用するエンコーダ27
が直結されている。このエンコーダ27には例えば1/2,1/
4,1/8,1/16なる分周比を持つ分周回路28が接続されてい
るとともに、セレクタ29も接続されている。このセレク
タ29はCPU23制御によりエンコーダ27出力をCPU23の割込
み端子INT1に取り込ませるとともに、分周回路28からの
分周出力の何れか一つを選択してCPU23の割込み端子INT
2に取り込ませるものである。

このような構成において、露光光学系４の原稿面走査
時には変倍率に応じてCPU23によりセレクタ29を介して
エンコーダ27のパルス（分周回路28を経ないもの）を選
択して割込み端子INT1に取り込み、エンコーダパルスの
１クロック分を内部カウンタで計数することにより露光
光学系４の副走査速度が求められる。また、このパルス
を求めることにより露光光学系４の移動距離も判る。こ
れを数式的に説明する。いま、直流駆動モータ７直結の
エンコーダ27の１回転当りのパルス数をｎ、プーリ８の
径をＤとすると、１パルス当りの移動量ｌは、ｌ＝πD/
nとなる。これにより、エンコーダ27の１パルス分によ
る移動量が判るので、スタート後、エンコーダパルス数
を計数することにより、移動距離が判る。一方、移動速
度ｖは１パルス当たりの移動量ｌが上記の如く判るの
で、１パルス分の時間をｔとすると、ｖ＝l/tにより求
められる。

このようにして得られた速度と予め設定された変倍率
の目標値とを比較して、直流駆動モータ７に対して電圧
を印加する時間を変えることにより、副走査時の移動速
度を変倍率に応じた一定速度に制御する。また、所定移
動量だけ移動した後、駆動回路26に対する出力を反転さ
せ、露光光学系４をリターンさせ、所定の位置（ホーム
ポジション）で停止させる。

次に、本実施例の特徴とする白色基準板21の読取り動
作及びシェーディング補正動作について説明する。ま
ず、原稿走査に先立ち白色基準板21を走査してシェーデ
ィング補正データを記憶させる時には、切換えスイッチ
17をａ側とする。即ち、加算回路14、記憶回路15及び除
算回路16を用いる接続状態とされる。ここで、白色基準
板21についてシェーディング補正データを取り込むタイ
ミングは、エンコーダ27出力を分周回路28により分周し
たものの一つがセレクタ29により選択され、CPU23の割
込み端子INT2に入力される。このようにして、複数ライ
ン分の読取りデータは直流駆動モータ７（エンコーダ2
7）から出力されるクロックに基づき抽出される。そし
て、その分周クロックに同期してイネーブル信号が取り
込みたい数のライン分だけCPU23から加算回路14及び記
憶回路15に出力される。

ここに、エンコーダ27から出力されるパルスについて
の分周パルスの内、どれを割込み端子INT2に入力させる
かは、全ての変倍率において、 その分周パルスの周期が主走査１ライン分以上であ
ること。

設定された複数ライン分（例えば、16ライン）が、
すべて白色基準板21内でとれること。

の両方の条件を満たすものの内で、分周比の最も大きい
ものが選択される。これは、白色基準板21内においてな
るべく広い範囲でシェーディング補正データを得るため
である。いま、このように選択された本実施例の特徴と
するタイミング信号をシェーディングクロックSHDCKと
称するものとする。

すると、ライン信号に同期し、かつ、同期クロックSH
DCKに同期して読取られた１ライン分の白色基準板21か
らの光電変換信号はA/D変換部13によりデジタル信号に
変換され、加算回路14を介して（この時は、加算動作な
し）RAM構成の記憶回路15に記憶される。次のクロックS
HDCKが出ると、そのタイミングで次に読取られた１ライ
ン分の白色基準板21からの光電変換信号は同様にA/D変
換部13によりデジタル信号に変換され、加算回路14によ
り記憶回路15に記憶されている前回のデータと加算され
ながら（主走査方向の同一画素毎）記憶回路15に順次記
憶される。このような動作が、クロックSHDCK毎に同期
したシェーディング補正用の各ライン毎の読取りデータ
について繰返され、必要ライン分の加算シェーディグ補
正データが記憶回路15に記憶される。最後に、各画素毎
のデータを除算回路16によりライン数にて除算すれば、
平均値が得られ、これが最終的なシェーディング補正デ
ータとなり、これを記憶回路18に各画素毎の感度係数用
として記憶させる。

次に、実際に原稿２面を露光走査して画像読取りを行
う時には、切換えスイッチ17がｂ側に切換えられ、加算
回路14、記憶回路15及び除算回路16が切り離される。こ
の状態で、各読取りライン毎の画像データはA/D変換部1
3によりデジタル変換された後、乗算回路20において記
憶回路18中のシェーディング補正データとの乗算による
シェーディング補正処理を受けて後処理工程に出力され
る。

つまり、本実施例では、エンコーダ27、分周回路28、
セレクタ29及びCPU23がクロックSHDCKを生成する読取り
タイミング生成手段30を構成するものであり、エンコー
ダ27出力パルスに基づくタイミングであり、変倍率に関
係なく白色基準板21上で常に離散的なラインを読取るこ
とになる。より具体的には、常に同一移動量移動した位
置なる等間隔位置での読取りであり、どの変倍率であっ
ても第２図（ａ）の場合のような読取りとなる。よっ
て、拡大時等であっても、シェーディング補正データを
得るための読取りラインがくっつき又は接近し過ぎるよ
うなことがなく、白色基準板２上のごみ等のよる影響を
平均化処理等により希薄化できるシェーディング補正デ
ータが得られることになる。

なお、本実施例では露光光学系４を駆動させる直流駆
動モータ７直結のエンコーダ27のパルスに基づきタイミ
ング信号なるクロックSHDCKを生成する読取りタイミン
グ生成手段30として構成したが、例えばモータとして他
のステッピングモータ、リニアモータ或いは超音波モー
タを用い、例えばステッピングモータの場合であれば、
このモータを駆動するためのクロックを計数し、等間隔
でクロックSHDCKを発生させるようにしてもよい。

また、変倍率に応じて可変制御される時間間隔でクロ
ックSHDCKを発生させるものでもよい。

なお、本実施例では白色基準板21についての複数ライ
ンの読取りを等間隔としたが、必ずしも等間隔である必
要はなく、常に各ライン間が離散的であればよい。ま
た、最終的なシェーディング補正データを算出する方法
としても、平均値方式に限らず、例えば最大値方式等に
よるものであってもよい。

発明の効果 本発明は上述のように、変倍率に応じた副走査速度で
駆動される露光光学系により原稿面を露光走査し、原稿
面からの反射光を一次元固体撮像素子に結像させて原稿
画像を読取るとともに、この原稿画像読取りに先立って
白色基準板を前記露光光学系により露光走査を行って前
記一次元固体撮像素子により複数ライン分を読取り、こ
れらの複数ライン分の読取りデータの平均値又は最大値
によるシェーディング補正データを求め、原稿画像読取
り時にこのシェーディング補正データにより読取り画像
データを補正するようにした画像読取り装置において、
前記白色基準板を読取る際に、前記変倍率に応じた副走
査速度で前記露光光学系を駆動部で駆動した時に前記駆
動部に連動するクロック発生手段から発生するクロック
に基づいて変倍率によらず副走査方向に離散的な複数ラ
インについて複数回分の読取りを行わせるタイミング信
号を生成する読取りタイミング信号生成手段を設けたの
で、どのような変倍時であっても白色基準板についての
複数の読取りラインがあまりにくっついたり接近してし
まうようなことがなく、よって、白色基準板からの各部
から有効なデータを得て、平均値処理等により白色基準
板上のごみ等による影響の軽減された最終的なシェーデ
ィング補正データを得ることができ、良好なるシェーデ
ィング補正を伴う画像読取りができ、このためにも、縮
小時等を考慮しても、白色基準板の幅をそれ程大きくす
るといった必要もなく、かつ、露光光学系の副走査速度
をシェーディング補正時専用に制御するといった必要も
なく、駆動部直結のエンコーダ利用等により対処できる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を読取り部付近の構造を含め
て示すブロック図、第２図は従来例を示す白色基準板読
取り動作を示す底面図である。 ４……露光光学系、７……駆動部、12……一次元固体撮
像素子、21……白色基準板、27……エンコーダ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】変倍率に応じた副走査速度で駆動される露
   光光学系により原稿面を露光走査し、原稿面からの反射
   光を一次元固体撮像素子に結像させて原稿画像を読取る
   とともに、この原稿画像読取りに先立って白色基準板を
   前記露光光学系により露光走査を行って前記一次元固体
   撮像素子により複数ライン分を読取り、これらの複数ラ
   イン分の読取りデータの平均値又は最大値によるシェー
   ディング補正データを求め、原稿画像読取り時にこのシ
   ェーディング補正データにより読取り画像データを補正
   するようにした画像読取り装置において、前記白色基準
   板を読取る際に、前記変倍率に応じた副走査速度で前記
   露光光学系を駆動部で駆動した時に前記駆動部に連動す
   るクロック発生手段から発生するクロックに基づいて変
   倍率によらず副走査方向に離散的な複数ラインについて
   複数回分の読取りを行わせるタイミング信号を生成する
   読取りタイミング信号生成手段を設けたことを特徴とす
   る画像読取り装置。
2. 【請求項２】前記クロックが駆動部に結合されたエンコ
   ーダから出力されることを特徴とする請求項１記載の画
   像読取り装置。