JP2924746B2 - 画像読取り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像読取り装置に係
り、特に文字や画像を読取りディジタルデータに変換す
る画像読取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像読取り装置のなかで１次元イメージ
センサを用いたイメージスキャナとして一般に広く知ら
れているものは、その形態から箱型の装置に原稿面を
裏返して置き、その下をイメージセンサが走査して原稿
を読み込むフラットベッド型、使用者が装置を原稿面
上に動かすことにより副走査を行って取り込むハンディ
型、さらに原稿面と１次元イメージセンサを備えた読
込みユニットとが離れているカメラ型に大別できる。

【０００３】このうち、カメラ型の画像読取り装置は、
凹凸がある本や垂直に据え付けられたボード等の原稿を
読み込むことができ、他の画像読取り装置に比較して、
大きさや向き、平面度など被写体（読取り原稿）に対す
る制約が少ないという特徴がある。

【０００４】かかるカメラ型の画像読取り装置は、画像
−電気信号変換素子として主として１次元イメージセン
サを用い、これに１次元イメージセンサの長手方向と直
交する方向への副走査の動作を組み合わせて２次元画像
を読み込む。また、原稿面は、１次元イメージセンサの
感度と蓄積時間に対応した所定の明るさを確保すること
が必要である。使用者が書類を作成したりワードプロセ
ッサを使用する作業、あるいは数人の打ち合わせで電子
黒板を利用するといった、一般の天井灯による照明で、
読込みを実現させているカメラ型画像読取り装置の例と
しては、チノン株式会社から発売されているイメージス
キャナ（型番ＤＳ−３０００）、カシオ計算機株式会社
から発売されているイメージスキャナ（商品名「大判即
写」）などがある。

【０００５】図１３は上記の従来のカメラ型画像読取り
装置の基本的な構成図を示す。同図に示すように、画像
読取りに関係する主要な機構としては、読取原稿７の画
像を電気信号に変換する１次元イメージセンサ３、読取
り画像の像をイメージセンサ３の受光面上に結像させる
ためのレンズ５、読取原稿７上の読込みライン８の画像
を順次入力させるための副走査機構４とからなる。カメ
ラ型の場合には副走査機構４と読取原稿７の原稿面とが
他の型のイメージスキャナに比較して離れているのが特
徴である。

【０００６】副走査機構４としては、２つの方法が一般
にとられている。一つはレンズでイメージセンサの受光
面上に読み込みたい画像を結像させ、この結像面内を１
次元イメージセンサが平行に移動して副走査を行うも
の、もう一つは読取原稿からレンズを経て１次元イメー
ジセンサに至るまでの間に反射鏡を備え、反射鏡を回転
させて反射角度を変化させることにより、副走査を行う
ものである。ここでは、副走査機構４は後者の反射鏡６
の回転を利用して１次元イメージセンサ３に結像する画
像を反射角の変化を利用して副走査する機構を示してい
る。

【０００７】さて、原稿面を読み込む時間は短い程、利
用者にとっても便利であり早く読み込めた分だけ色補正
や文字認識などの別の画像処理に振り向けることができ
るので便利である。読込み時間を短くするための一つの
要因としては、１次元イメージセンサで読込む１ライン
あたりの読み込み時間を短くすることがある。

【０００８】イメージセンサは一般に１画素毎に対応し
ているフォトトランジスタあるいはフォトダイオードと
いった光半導体に光を照射させて電荷として蓄積させ、
溜まった電荷をレジスタに移した後、順次隣のレジスタ
に移送して転送する。読み込み時間を短くした場合には
光半導体に電荷を蓄積する蓄積時間が不足することが生
じる。このため、光半導体の感度を向上させたり、照射
する光の強さを増大させたりして対応する。特定の１次
元イメージセンサを使用して読み込み時間を向上させる
方法としては、原稿面に照射する光を強くし、蓄積時間
をなるべく短くすることにより、１ラインあたりの読み
込み時間を短くすることで対応できる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ある特
定の時間以上に読込み時間を早くすると、外光としての
天井灯の影響が読込んだ画像データでは主走査方向の縞
線となって現れ、悪影響を与える。すなわち、一般に室
内においては、図１３に示す従来の画像読取り装置に対
して天井灯２３によって照明がなされており、読取原稿
７の原稿面にも天井灯２３から照射された光を受けてい
るが、この天井灯２３は電力会社から供給されている商
用電源周波数（東日本では５０Ｈｚ、西日本では６０Ｈ
ｚ）で駆動されており、蛍光灯の場合ではこの商用電源
周波数に対応した周波数（東日本ならば１００Ｈｚ）で
明るさが変化している。

【００１０】しかるに、１次元イメージセンサ３による
読み込み時間に対応している蓄積時間が、使用地域にお
ける商用電源周波数に対応した周期にほぼ等しい場合
（東日本では約１０ｍｓ）には悪影響は少ないのである
が、この周期よりも短くなるにしたがって悪影響が出は
じめる。

【００１１】一例として、１次元イメージセンサ３によ
る１ライン当たりの読込み時間が１．４ｍｓで、蓄積時
間も同じ１．４ｍｓである画像読取り装置を東日本の地
域で使用したとする。上記のように東日本では、天井灯
２３によって１０ｍｓ単位で原稿面の明るさが明暗を繰
り返しているので、この１０ｍｓの間にイメージセンサ
３は約７ライン読み込むことになる。従って、天井灯２
３の明るさ変化による明暗が約７ライン単位で電気信号
に変換され、画像としては約７ライン周期で濃淡の縞線
として現れることになり、読込み画質に悪影響を与え問
題である。

【００１２】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
原稿面上の時間的な明るさ変化に起因する画質劣化を低
減し得る、１次元イメージセンサを用いたカメラ型の画
像読取り装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、副走査機構を用いて読取原稿から１次元イ
メージセンサへの入射光を副走査方向に走査することに
より、１次元イメージセンサから２次元の画像信号を出
力する画像読取り装置において、外光により原稿面が照
射されている読取原稿の原稿面からの反射光の明るさの
変化を直接又は間接的に検出して電気信号に変換する光
センサと、光センサの出力信号と１次元イメージセンサ
からの画像信号とを入力信号として受け、画像信号から
外光の明暗の変化成分を相殺除去して出力する演算手段
とを備えた構成としたものである。

【００１４】ここで、上記の演算手段は、１次元イメー
ジセンサの１ライン分の蓄積時間に対応して、光センサ
の出力信号の周期的な信号成分を遅延させる遅延回路
と、１次元イメージセンサからの画像信号と遅延回路の
出力信号とを演算して画像信号から外光の明暗の変化成
分を相殺除去して出力する演算回路とを有するか、光セ
ンサの出力信号をサンプルした後、１次元イメージセン
サで蓄積された画像信号が順次転送されている期間はホ
ールドするタイミングで制御される第１のサンプルホー
ルド手段と、１次元イメージセンサからの画像信号と第
１のサンプルホールド手段の出力信号とを演算して画像
信号から外光の明暗の変化成分を相殺除去して出力する
演算回路とを有する。

【００１５】また、本発明において、光センサから第１
のサンプルホールド手段に至るまでの信号経路の途中
に、１次元イメージセンサが入射光を光電変換し電荷を
蓄積するある１ライン期間中に光センサからの信号をサ
ンプルしておき、該当ラインの蓄積結果がレジスタ転送
され画像信号として出力が開始されるまではホールドす
るタイミングにより制御される第２のサンプルホールド
手段を有することで前記遅延回路による遅延と相当する
遅延を行うようにしてもよい。ここで、第２のサンプル
ホールド手段は、１次元イメージセンサで蓄積する時間
に光量に応じて電荷としてためられた蓄積量に対応し
て、光センサの出力信号をコンデンサに蓄積する蓄積回
路を備えていてもよい。

【００１６】また、本発明は演算手段が、光センサから
第１のサンプルホールド手段に至るまでの信号経路の途
中に、主走査方向での原稿面上で受けている外光から影
響の強弱に対応させて第１のサンプルホールド手段によ
りサンプルホールド処理された光センサからの出力信号
に傾きを持たせる主走査方向補正回路を有することが、
原稿面に照射されている外光の影響が、主走査方向での
読取る位置に応じて偏りがあっても除去できる点で望ま
しい。

【００１７】また、本発明は、読取原稿の原稿面に光を
照射する光源と、読取原稿の原稿面に照射されている光
の明るさの変化を直接又は間接的に検出して電気信号に
変換する光センサと、光センサが原稿面から受ける光の
明るさが一定となるように、光センサの出力信号に応じ
て光源から照射される光の明るさを制御する調光回路と
を備えることを特徴とする。

【００１８】なお、本発明で用いる光センサは、副走査
機構を構成する反射鏡から１次元イメージセンサとの間
に設けられ、反射鏡の回転によって１次元イメージセン
サ上に結像させる画像の変化に対応して、受光する原稿
面上の部分が変化する構成でもよい。また、光センサの
受光面に緑色フィルタを設けることが、１次元イメージ
センサと光センサとで分光感度の波長を合わせられる点
で望ましい。

【００１９】本発明では、原稿面に照射されている、時
間の経過と共に明るさが変化する外光により１次元イメ
ージセンサにより受光される光が影響を受け、１次元イ
メージセンサの出力画像信号に外光による信号成分が重
畳しても、原稿面から反射された外光を光センサにより
受光して電気信号に変換し、この電気信号に基づいて演
算手段により上記画像信号との演算を行うことにより、
画像信号中の外光による信号成分を大幅に低減又は除去
できる。

【００２０】また、本発明では、光センサの出力信号に
応じて、光源から原稿面上に光源から照射される光の明
るさが一定になるように、光源の明るさを調光するよう
にしたため、画像信号中の外光による信号成分を大幅に
低減又は除去できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は本発明になる画像読取り装置の第１
の実施の形態の機構に関する構成図を示す。図１に示す
ように、この実施の形態の画像読取り装置の機構は、原
稿の画像を電気信号に変換する１次元イメージセンサ
３、所望方向の部分画像を順次入力させるための副走査
機構４、読取原稿７上の読取り画像の像を１次元イメー
ジセンサ３の受光面上に結像させるためのレンズ５、本
発明の特徴である光センサ１とから構成され、更に光セ
ンサ１からの信号を処理する信号処理回路２を有する。

【００２２】この画像読取り装置の構成要素の一つであ
る副走査機構４としては、いくつか手法がある。すなわ
ち、図１に示したように読み取り画像の部分画像を所望
方向に反射させるための反射鏡６と、この反射鏡６を回
転させる回転機構８とを備え、反射鏡６を回転させて所
望の部分画像を１次元イメージセンサ３に投影すること
によって副走査を行う手法がある。また、反射鏡６を回
転させるのではなくて平行移動させることによって所望
方向の部分画像を順次投影することにより副走査を行う
手法、あるいは反射鏡６は無く、代わりにレンズによっ
て像が結ばれている１次元イメージセンサを結像面上移
動することにより部分画像を順次取り込むことで副走査
を行う手法がある。

【００２３】光センサ１は読取原稿７の原稿面からの反
射光を受光できるように配置されており、上記のいずれ
の副走査の方法に対しても原稿面に照射されている外光
の明るさの変化を直接検出できるようにされている。更
に、後述する信号処理回路２及び演算回路（図示せず）
による信号処理を行うことによって、本発明の目的を果
たすことが可能である。

【００２４】すなわち、この光センサ１は、１次元イメ
ージセンサ３とは別に受光素子として用意され、原稿面
からの明るさの変化を直接検出している。この光センサ
１で受光された信号は複数の画素の明るさが混合された
ものであり、読取原稿７の細かい模様や文字の影響を受
けることなく、読取原稿７の原稿面から反射されてくる
明るさの時間経過に対応した変化を検出するものであ
り、その検出信号は後述の信号処理回路２に入力されて
信号処理される。

【００２５】図２は本発明になる画像読取り装置の第２
の実施の形態の機構に関する構成図を示す。同図中、図
１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略
する。この第２の実施の形態では、光センサ９を１次元
イメージセンサ３と副走査のための反射鏡６との間に取
付け、特にレンズ５の横に取り付けた構成に特徴があ
る。光センサ９からは副走査用の反射鏡６を通して読取
原稿７の原稿面の光を受光できるようになっている。

【００２６】これにより、副走査機構４の動作に伴い反
射鏡６が回転し、１次元イメージセンサ３で読込む原稿
面上の読込みライン８部分が次々と副走査方向に変化す
ると、この変化と同じく光センサ９は１次元イメージセ
ンサ３で読込む読込みライン８を中心とする範囲１０の
複数画素の光を受光し、読取原稿７の原稿面から反射さ
れてくる明るさの時間経過に対応した変化を間接的に検
出する。すなわち、この実施の形態では、１次元イメー
ジセンサ３で読込んでいる読込みライン８の移動と共に
光センサ９で受光する原稿面上の範囲１０も副走査方向
に変化し、これにより副走査方向の天井灯が及ぼす影響
の強弱に対応することができる。

【００２７】次に、本発明になる画像読取り装置におけ
る画像処理部について説明する。この画像処理部は、１
次元イメージセンサ３で得られた画像信号をディジタル
変換するまでの処理回路で、前記図１や図２の機構部と
共に本発明の画像読取り装置を構成している。図３はこ
の画像処理部の基本構成を示すブロック図である。ここ
では、図１や図２の機構部の主要部である１次元イメー
ジセンサ３と光センサ１（又は９）は作図上シンボル的
に表している。

【００２８】図３に示すように、１次元イメージセンサ
３からの画像信号を処理する画像処理部は、１次元イメ
ージセンサ３からの信号を受けてオフセット電圧とゲイ
ンを調整する前処理回路１３と、さらに光センサ１
（９）から処理された信号を演算する機能を担う演算回
路１４と、演算回路１４からの出力をディジタル信号に
変換するＡ／Ｄコンバータ１５とからなる。

【００２９】この画像処理部において、光センサ１
（９）により検出された読取原稿照射光検出信号は信号
処理回路２によって増幅され、かつ、オフセット電圧が
調整され、天井灯照射による原稿面上の時間的な明るさ
変動分に相当する電気信号とされて演算回路１４に供給
される。演算回路１４では信号処理回路２の出力電気信
号を用いて、１次元イメージセンサ３からの画像信号の
うち天井灯による明るさの変動分を除去するように差動
演算の処理がなされる。このようにして、演算回路１４
から天井灯による明るさの変動分が大幅に抑圧された画
像信号が取り出され、Ａ／Ｄコンバータ１５によりディ
ジタル信号に変換されて後段回路へ出力される。

【００３０】図４は本発明になる画像読取り装置におけ
る画像処理部の第１の実施の形態の回路系統図を示す。
同図中、図３と同一構成部分には同一符号を付してあ
る。図４において、前処理回路１３は演算増幅器１３
１、可変抵抗器ＶＲ１、固定抵抗などからなる利得可変
の反転増幅回路である。演算回路１４は演算増幅器１４
１を用いた加算回路である。前処理回路１６は信号処理
回路２ａ（前記信号処理回路２の第１の実施の形態）を
構成しており、演算増幅器１６１、可変抵抗器ＶＲ２、
固定抵抗などからなる利得可変の同相増幅回路である。

【００３１】この画像処理部では、１次元イメージセン
サ３から取り出された画像信号は、前処理回路１３に供
給され、演算増幅器１２１を用いたオフセット電圧の調
整と反転増幅が行われる。一方、光センサ１又は９から
の検出信号は、時間経過ともに変化する原稿面の明るさ
に対応した信号であり、前処理回路１６（信号処理回路
２ａ）に供給されてオフセット電圧の調整と同相増幅さ
れる。演算回路１４は上記の前処理回路１３からの画像
信号は逆相で、かつ、前処理回路１６（信号処理回路２
ａ）からの時間経過ともに変化する原稿面の明るさに対
応した信号は同相で、演算増幅器１４１で加算して出力
する。

【００３２】ここで、前処理回路１３から取り出される
１次元イメージセンサ３からの画像信号は原稿面の画像
に対応した信号に、時間経過ともに変化する原稿面の明
るさに対応した信号成分が重畳されており、このうち時
間経過ともに変化する原稿面の明るさに対応した信号成
分が演算回路１４により前処理回路１６（信号処理回路
２ａ）からの信号と相殺除去されると共に、原稿面の画
像に対応した信号のみが除去されることなく取り出さ
れ、Ｄ／Ａコンバータ１５に送られディジタルの画像信
号に変換されて出力される。

【００３３】ところで、１次元イメージセンサ３ではラ
イン状に配置された画素に対応するフォトトランジスタ
あるいはフォトダイオードといった光半導体に光を照射
させて光電変換を行いながら電荷としてある所定の期間
中（長さを蓄積時間とよぶ）蓄積させる。この後、ライ
ン当たりの読込み時間を一定間隔で与えられるトリガ信
号により溜まった電荷を各画素に対応したレジスタに移
し、転送クロック信号に同期して順次隣のレジスタに移
送して各画素に蓄積されていた電荷が次々と転送され
て、時間の経過とともに画素の並びに対応した信号が出
力されるため、各画素で蓄積時間中同時に受光したそれ
ぞれの明るさに応じて変化する信号が画像信号として得
られる。従って、１次元イメージセンサ３から出力され
ている画像信号は、一つ前のラインに対応した蓄積期間
中に受光した明るさであり、画像信号が出力されている
その時刻の明るさではない。

【００３４】図５はこの一つ前のラインに対応した蓄積
期間中に受光した明るさに対応した信号処理を行う、画
像処理部の第２の実施の形態の回路系統図を示す。同図
中、図４と同一構成部分には同一符号を付し、その説明
を省略する。図５に示す実施の形態は、図４の信号処理
回路２ａに代えて前処理回路１７と遅延回路（位相回
路）１８からなる信号処理回路２ｂを設けた点に特徴が
ある。

【００３５】前処理回路１７は演算増幅器１７１、可変
抵抗器ＶＲ３、固定抵抗などからなる利得可変の反転増
幅回路である。遅延回路１８は演算増幅器１８１、コン
デンサ１８２、固定抵抗を用いた構成で、演算増幅器１
８１の反転入力端子には入力信号をそのまま入力し、非
反転入力端子には入力信号を抵抗とコンデンサ１８２に
よる積分回路で遅延してから入力する構成である。従っ
て、遅延回路１８は反転機能も有しているが、必ずしも
反転である必要はなく、１次元イメージセンサ３からの
信号と光センサ１からの信号とが逆位相になるように設
計されればよい。

【００３６】これにより、光センサ１又は９からの時間
経過ともに変化する原稿面の明るさに対応した検出信号
は、前処理回路１７に供給されてオフセット電圧の調整
と反転増幅された後、遅延回路１８に供給されて周期的
な信号の位相を遅らせられてから演算回路１４に入力さ
れる。

【００３７】本実施の形態では、光センサ１又は９から
入力された周期的な信号が遅延回路１８を通過すること
による遅延を、１次元イメージセンサ３での蓄積時間の
遅延にあわせることにより、後段に接続されている演算
回路１４で信号の差動をとったときに画像に悪影響を与
えている周期的な信号をより効果的に打ち消すことがで
きる。

【００３８】図６は本発明になる画像読取り装置におけ
る画像処理部の第３の実施の形態のブロック図を示す。
同図中、図５と同一構成部分には同一符号を付し、その
説明を省略する。図６に示す回路では光センサ１又は９
からの出力信号を処理する信号処理回路２を、図５の遅
延回路１８に代えてサンプルホールドタイミング発生回
路１９とこのサンプルホールドタイミング発生回路１９
の出力信号によりサンプル及びホールド動作を行うサン
プルホールド回路２０を設けた信号処理回路２ｃとした
点に特徴がある。このサンプルホールドタイミング発生
回路１９にはイメージセンサ３を駆動するイメージセン
サ駆動信号発生回路２１の出力駆動信号が入力される。

【００３９】この実施の形態では、演算回路１４で１次
元イメージセンサ３からの画像信号と光センサ１又は９
からの信号との差動をとった場合に画像信号に悪影響が
でないようにしている。すなわち、光センサ１又は９か
らの信号はその光センサが受光する明るさが変化すれば
その変化に対応して出力検出信号レベルも絶えず変化し
てしまう。しかしながら、１次元イメージセンサ３から
の出力信号はライン単位で蓄積期間中に取り込んだ明る
さの蓄積結果が、各画素の並びに従って順次出力された
ものであり、信号レベルが時間と共に変化していてもそ
れは画素の位置に対応した明るさの違いによるものであ
る。

【００４０】従って、１次元イメージセンサ３からの１
ライン分の各画素に対応した信号の出力時間中に、変化
している光センサの出力信号を差動合成することは、本
来原稿にはない明るさ変化を加えることになり画像の信
号に悪影響を与える可能性がある。

【００４１】このため、信号処理回路２ｃでは、サンプ
ルホールド回路２０を挿入して１次元イメージセンサ３
から画像信号が出力されている期間中は光センサ１又は
９からの信号は一定にする。すなわち、サンプルホール
ドタイミング発生回路１９で制御するタイミングは、ホ
ールド期間は１次元イメージセンサ３からの画像出力信
号が出ているとき、サンプル期間は画像信号に関係ない
信号が出ている期間に設定する。

【００４２】ところで、図７においては、１次元イメー
ジセンサ３と副走査機構４とレンズ５及び光センサ１を
一つの筐体に内蔵させた読取りユニット２２と、天井灯
２３（本実施の形態では蛍光灯）との関係を示してお
り、読取りユニット２２の手前側２４の反対の上方に天
井灯２３がある場合である。この場合には天井灯２３か
ら照射される光の影響が読取原稿７の範囲Ａと範囲Ｂと
では異なっており、範囲Ａの方が範囲Ｂの方に比較して
天井灯２３の影響を多くうけている。すなわち、主走査
方向２５において天井灯２３の影響に強弱が現れること
になる。

【００４３】そこで、図７の主走査方向２５での原稿面
上で受けている天井灯２３からの影響の強弱を除去する
ようにしたのが図８に示す信号処理部である。図８は画
像処理部の第４の実施の形態の回路系統図を示す。同図
中、図６と同一構成部分には同一符号を付し、その説明
を省略する。図８に示す実施の形態は、図６の信号処理
回路２ｃのサンプルホールド回路２０の出力側に演算増
幅器２６１及びコンデンサ２６２からなる主走査方向補
正回路２６を設けた構成の信号処理回路２ｄとした点に
特徴がある。

【００４４】この実施の形態では、光センサ１又は９か
ら出力された信号処理の経路に主走査方向補正回路２６
（本実施の形態ではハイパスフィルタ）を設けて、サン
プルホールド回路２０で処理された光センサ１又は９か
らの出力信号に傾きをもたせる。光センサ１又は９から
の影響は主走査方向補正回路２６によって図７の構成に
あわせてホールド期間中に信号出力が小さくなるように
設定している。

【００４５】すなわち、１次元イメージセンサ３からの
出力信号が図７に示した範囲Ａの方から範囲Ｂの方に向
かって主走査の信号が順次出力されてくるとすると、１
ライン分の画像信号の出力期間中では、天井灯２３の影
響が強く受けた範囲Ａの信号が時間的に前の方に、影響
が少ない範囲Ｂの信号が時間的に後の方に出力される。
主走査方向補正回路２６によって、１次元イメージセン
サ３から範囲Ａの出力がなされている時には光センサ１
又は９からの信号は大きく、範囲Ｂの出力がなされてい
るときには小さくなるように信号を処理する。

【００４６】これにより、演算回路１４によって主走査
方向補正回路２６からの信号と１次元イメージセンサ３
から処理された信号との差動をとることによって原稿面
に照射されている天井灯２３の影響が、読取る位置に応
じて偏りがあっても除去することができる。

【００４７】図９は画像処理部の第５の実施の形態の回
路系統図を示す。同図中、図６と同一構成部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。図９に示す実施の形
態は、図６の信号処理回路２ｃのサンプルホールド回路
２０を２つのサンプルホールド回路２０ａ及び２０ｂに
分けて縦続接続し、それぞれに対応してサンプルホール
ドタイミング回路も１９ａ及び１９ｂに示すように２つ
設けた構成の信号処理回路２ｅとした点に特徴がある。

【００４８】ここで、一方のサンプルホールド回路２０
ａは前述した１次元イメージセンサ３の蓄積時間による
遅延を担い、もうひとつのサンプルホールド回路２０ｂ
は前述したように、１次元イメージセンサ３の画像信号
出力期間中に光センサ１又は９の信号を一定に保つ機能
をもたしている。

【００４９】次に、この実施の形態の動作について図１
０のタイミングチャートと共に説明する。図９の１段目
のサンプルホールド回路２０ａによるサンプル期間３６
ａは、図１０（Ｃ）に示すように、同図（Ａ）に示す１
次元イメージセンサライントリガ信号のローレベル期間
である１次元イメージセンサの蓄積期間３３内に行い、
１段目のサンプルホールド回路２０ａによるホールド期
間３７ａを図１０（Ｄ）に示す２段目のサンプルホール
ド回路２０ｂによるサンプル期間３６ｂになるように、
サンプルホールドタイミング発生回路１９ａからサンプ
ルホールド回路２０ａに入力されるサンプルホールド制
御信号ｃを設定する。

【００５０】一方、２段目のサンプルホールド回路２０
ｂによるサンプル期間３６ｂは図１０（Ｄ）に示すよう
に、１次元イメージセンサの画像信号の出力される転送
期間３４と重ならないように、同図（Ｂ）に示す１次元
イメージセンサ３の出力信号の転送休止期間３５に設定
し、２段目のサンプルホールド回路２０ｂによるホール
ド期間３７ｂはイメージセンサの画像信号が出力されて
いる転送期間３４をカバーできるように、サンプルホー
ルドタイミング発生回路１９ｂからサンプルホールド回
路２０ｂに入力されるサンプルホールド制御信号ｄを設
定する。

【００５１】図１１は本発明になる画像読取り装置にお
ける画像処理部の第６の実施の形態の回路系統図を示
す。同図中、図９と同一構成部分には同一符号を付し、
その説明を省略する。図１１に示す回路では光センサ１
又は９からの出力信号を処理する信号処理回路２を、図
９のサンプルホールド回路２０ａ及びサンプルホールド
タイミング発生回路１９ａに代えて、サンプルホールド
回路２０ｃ及びサンプルホールドタイミング発生回路１
９ｃを用いた構成とした信号処理回路２ｆである点に特
徴がある。

【００５２】この図１１の実施の形態の信号処理回路２
ｆは、光センサ１又は９からの出力信号をサンプルする
場合に、１次元イメージセンサ３で行われている蓄積動
作の考えを取り入れた光センサ信号の信号処理回路であ
る。サンプルホールド回路２０ｃは演算増幅器２７１の
出力端子と演算増幅器２７２の非反転入力端子の間に、
サンプルホールドタイミング発生回路１９ｃの出力制御
信号でスイッチング制御されるスイッチＳＷを設け、演
算増幅器２７２の出力を演算増幅器２７１の反転入力端
子に抵抗Ｒ１を介してフィードバックすると共に、演算
増幅器２７２の非反転入力端子と接地間にコンデンサＣ
１と抵抗Ｒ２の直列回路を接続し、また演算増幅器２７
１の出力端子と反転入力端子の間にダイオードＤ１及び
Ｄ２を並列に接続した構成である。

【００５３】図１１において、光センサ１又は９の出力
信号は図９と同じく２段設けられたサンプルホールド回
路２０ｂ及び２０ｃで処理されるが、一段目のサンプル
ホールド回路２０ｃでサンプルホールドを行う際に、１
次元イメージセンサ３で光の明るさを蓄積することと同
等のことを、コンデンサＣ１で電気的に蓄積するように
サンプルを行う。このためにコンデンサＣ１の容量は１
次元イメージセンサ３の蓄積時間内には飽和しないこと
が必要であり、図１１の実施の形態では２μＦ以上のコ
ンデンサを用いている。

【００５４】このようにすることにより、１ライン分の
蓄積期間中に天井灯から受ける光の変化分の蓄積を１次
元イメージセンサ３と光センサ１又は９とで合わせるこ
とができ、演算回路１４で天井灯の影響を画像信号から
より良く除去できる。

【００５５】ところで、読取り原稿７の原稿面に照射さ
れている光の時間的な明るさの変動は１次元イメージセ
ンサ３からの出力信号に影響し取り込んだ画像に悪影響
を及ぼすことは前述した通りであるが、この悪影響を除
去する方法として以上の実施の形態のように１次元イメ
ージセンサからの信号に補正をかけて除去するのではな
く、原稿面を照射する光源に補正をかけるようにしても
よい。

【００５６】図１２はこの場合の本発明になる画像読取
り装置の他の実施の形態の構成図を示す。同図中、図１
と同一構成部分には同一符号を付してある。図１２に示
すように、この実施の形態は、読取原稿７の原稿面上の
複数画素に相当する範囲の時間的な明るさの変化を検出
する光センサ１と、照度制御回路４１から照明駆動回路
４２を介して入力される駆動信号により原稿面を照射す
る明るさを変えることができる照明装置４３が設けられ
ている。

【００５７】 そして、光センサ１からの明るさの変化
を示す信号を信号処理回路２ｇでオフセットとゲインを
調整する処理を行う。信号処理回路２ｇからの信号を照
度制御回路４１に入力し、照明駆動回路４２を介して照
明装置４３の明るさを制御して原稿面の明るさの時間的
な変化を除去する。照明装置４３の明るさの制御は、光
センサ１からの信号が暗いことを示す信号であれば明る
くし、反対に明るいことを示す信号であれば暗くする。
つまり、光センサ１が原稿面から受ける光の明るさが一
定となるように、光センサ１の出力信号に応じて照明装
置４３から照射される光の明るさを制御する。

【００５８】従って、照明装置４３としては、原稿面の
明るさの変動周期（商用電源周波数の２倍、東日本なら
ば１００Ｈｚ）かそれよりも早い周期で点滅している蛍
光灯あるいは電球か、あるいは直流で駆動されて連続的
に点灯する電球が好ましい。特に、点灯する光源の場合
には原稿面の明るさの変動周期の１０倍以上で点滅を繰
り返しているインバータ駆動の蛍光灯を使用する方法
が、明るさの制御が比較的容易である。この場合には、
インバータ駆動回路により励振された高周波（通常は４
０ｋＨｚ以上）の駆動信号に光センサ１から信号処理回
路２ｇで調整された制御信号を入力とし、蛍光灯駆動信
号の振幅を振幅変調することにより蛍光灯（照明装置４
３）の明るさを変化させることができる。

【００５９】照明装置４３の制御手法として、所定の明
るさを示すリファレンス回路を設けて、この回路からの
リファレンス信号と光センサ１からの信号との差分をと
り、この差分に相当する分だけ光源の明るさを制御する
フィードバック制御を行うことによって、原稿面の明る
さを安定したものに制御できる。これにより、画像信号
に悪影響を与えている明るさの時間的な変動を除去する
ことができる。

【００６０】この実施の形態では、１次元イメージセン
サ３からの画像信号はイメージセンサ駆動回路４５によ
って生成されるタイミングに従って出力され、信号処理
回路４４でディジタル信号に処理されるため、光センサ
１からの信号とは関係せずに処理される。

【００６１】以上、本発明による実施の形態では、時間
の経過とともに変化する原稿面の明るさを光センサ１又
は９を用いて検出しているが、光センサ１又は９として
は一般にフォトダイオードあるいはフォトトランジスタ
を使用できる。フォトトランジスタおよびイメージセン
サは分光感度といって波長によって感度が異なるのが一
般的であり、例えば白黒の１次元イメージセンサでは緑
の波長に、フォトトランジスタは赤よりの波長に分光感
度のピークがあるものが多い。

【００６２】本発明では分光感度の波長をイメージセン
サ３と光センサ１又は９とで合わせることにより、より
一層の効果をあげることが可能である。このために、本
発明では光センサ１又は９であるフォトトランジスタの
前面に緑色を比較的良く透過するフィルタを設けてい
る。このフィルタを設けたことによって、光センサ１又
は９の出力が若干低下するが、増幅器のゲインを上げる
ことで出力低下を防いでいる。また、１次元イメージセ
ンサ３が白黒用のものでない場合（例えばカラー用の場
合）には、赤色、緑色、青色に対する透過率がよく、赤
外や紫外の波長の光はカットするフィルタによって、光
センサ１又は９からの出力特性をカラーイメージセンサ
がカバーしている分光感度特性にあわせることにより、
本発明の効果を高めることができる。

【００６３】

【実施例】次に、本発明のうち、主要構成部品の具体的
な仕様を挙げて説明する。１次元イメージセンサ３とし
ては、２０８８ビットのＣＣＤアレイ素子をもつ日本電
気株式会社製μＰＤ３７３３を用いている。また１次元
イメージセンサ３上に像をむすぶために設けられるレン
ズ５としては、焦点距離は４０ｍｍ、直経１６ｍｍのガ
ラスレンズを用いている。副走査機構４としては、直流
モータと減速機構を組み合わせた機構や、特開平６−１
３３０７９号公報の反射面回転手段等を適用することが
できる。

【００６４】１次元イメージセンサによる一枚分の読取
りは、反射鏡６で反射されレンズ５によって１次元イメ
ージセンサ３に結像された画像をライン単位で読込み電
気信号に変換する。副走査機構４は反射鏡６を回転させ
て次のラインをイメージセンサ３に結像させる。この動
作を次々と繰返し行って（例えば１次元イメージセンサ
３のアレイ数２０００×２８００ラインならば２８００
回ほど繰返す。）、１画面分のデータを読み込む。光セ
ンサ１の受光面は原稿面に向けられており、原稿面から
の反射光をライン単位としてではなく主走査方向に複数
ドットをまた副走査方向には複数のラインの明るさを混
合したものとして受光し電気信号に変換する。

【００６５】本発明の特徴の一つである光センサ１又は
９としては、フォトトランジスタとしてレンズ付きのも
のとして日本電気株式会社製ＰＴ８Ｌを用いている。フ
ォトトランジスタおよびイメージセンサの分光感度は、
１次元イメージセンサであるμＰＤ３７３３は緑の波長
に、光センサであるＰＴ８Ｌは赤よりの波長に分光感度
のピークがある。そのため、本発明の実施例では光セン
サであるフォトトランジスタＰＴ８Ｌの前面に緑色を比
較的良く透過するフィルタを設けている。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
原稿面から反射された外光を光センサにより受光して電
気信号に変換し、この電気信号に基づいて演算手段によ
り上記画像信号との演算を行うことにより、又は光セン
サの出力信号に応じて、光源から原稿面上に光源から照
射される光の明るさが一定になるように、光源の明るさ
を調光することにより、画像信号中の外光による信号成
分を大幅に低減又は除去できるようにしたため、原稿面
に照射している光が画像信号に与える影響のうち電灯線
に対応した周波数の明暗変化が原因で画像信号に与えて
いる悪影響を低減又は除去することができる。

【００６７】すなわち、本発明によれば、１次元イメー
ジセンサを用いたカメラ型の画像読取り装置において、
１次元イメージセシサの１ラインあたりの蓄積時間を電
灯線に対応した周期よりも短くしても電灯線の周期に対
応して変化する明るさの影響が小さく押さえることでき
るため、高速に読込みを行う際の画質劣化を低減でき
る。従って、本発明によれば、カメラ型画像読取り装置
の簡便さを失わずに画像読取りの高速化と画質向上に効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の機構構成図であ
る。

【図２】本発明の第２の実施の形態の機構構成図であ
る。

【図３】本発明装置における画像処理部の基本構成を示
すブロック図である。

【図４】本発明における画像処理部の第１の実施の形態
の回路系統図である。

【図５】本発明における画像処理部の第２の実施の形態
の回路系統図である。

【図６】本発明における画像処理部の第３の実施の形態
のブロック図である。

【図７】天井灯の影響を説明する本発明の構成図であ
る。

【図８】本発明における画像処理部の第４の実施の形態
の回路系統図である。

【図９】本発明における画像処理部の第５の実施の形態
のブロック図である。

【図１０】図９のサンプルホールドタイミングを説明す
るタイミングチャートである。

【図１１】本発明における画像処理部の第６の実施の形
態の回路系統図である。

【図１２】本発明の他の実施の形態の構成図である。

【図１３】従来の画像読取り装置の一例の構成図であ
る。

【符号の説明】

１、９ 光センサ ２、２ａ〜２ｇ 信号処理回路 ３ １次元イメージセンサ ４ 副走査機構 ５ レンズ ６ 反射鏡 ７ 読取原稿 ８ 回転機構 １０ 範囲 １３、１６、１７ 前処理回路 １４ 演算回路 １５ Ａ／Ｄコンバータ １８ 遅延回路 １９、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ サンプルホールドタイ
ミング発生回路 ２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ サンプルホールド回路 ２１ イメージセンサ駆動信号発生回路 ２２ 読取りユニット ２３ 天井灯 ２５ 主走査方向 ２６ 主走査方向補正回路 ３３ １次元イメージセンサ蓄積期間 ３４ 転送期間 ３５ 転送休止期間 ３６ａ、３６ｂ サンプル期間 ３７ａ、３６ｂ ホールド期間 ４１ 照度制御回路 ４２ 照明駆動回路 ４３ 照明装置 ４５ イメージセンサ駆動回路 ４８ 読込みライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−137968（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−147566（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−16672（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−196972（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−220859（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 1/04 - 1/207

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 副走査機構を用いて読取原稿から１次元
   イメージセンサへの入射光を副走査方向に走査すること
   により、該１次元イメージセンサから２次元の画像信号
   を出力する画像読取り装置において、外光により原稿面が照射されている読取原稿の該原稿面
   からの反射光の 明るさの変化を直接又は間接的に検出し
   て電気信号に変換する光センサと、 前記光センサの出力信号と前記１次元イメージセンサか
   らの画像信号とを入力信号として受け、該画像信号から
   前記外光の明暗の変化成分を相殺除去して出力する演算
   手段とを備えることを特徴とする画像読取り装置。
2. 【請求項２】 前記演算手段は、前記１次元イメージセ
   ンサの１ライン分の蓄積時間に対応して、前記光センサ
   の出力信号の周期的な信号成分を遅延させる遅延回路
   と、前記１次元イメージセンサからの画像信号と該遅延
   回路の出力信号とを演算して前記画像信号から前記外光
   の明暗の変化成分を相殺除去して出力する演算回路とを
   有することを特徴とする請求項１記載の画像読取り装
   置。
3. 【請求項３】 前記演算手段は、前記光センサの出力信
   号をサンプルした後、前記１次元イメージセンサで蓄積
   された画像信号が順次転送されている期間はホールドす
   るタイミングで制御される第１のサンプルホールド手段
   と、前記１次元イメージセンサからの画像信号と該第１
   のサンプルホールド手段の出力信号とを演算して前記画
   像信号から前記外光の明暗の変化成分を相殺除去して出
   力する演算回路とを有することを特徴とする請求項１記
   載の画像読取り装置。
4. 【請求項４】 前記光センサから前記第１のサンプルホ
   ールド手段に至るまでの信号経路の途中に、前記１次元
   イメージセンサが入射光を光電変換し電荷を蓄積するあ
   る１ライン期間中に前記光センサからの信号をサンプル
   しておき、前記該当ラインの蓄積結果がレジスタ転送さ
   れ画像信号として出力が開始されるまではホールドする
   タイミングにより制御される第２のサンプルホールド手
   段を有することを特徴とする請求項３記載の画像読取り
   装置。
5. 【請求項５】 前記第２のサンプルホールド手段は、前
   記１次元イメージセンサで蓄積する時間に光量に応じて
   電荷としてためられた蓄積量に対応して、前記光センサ
   の出力信号をコンデンサに蓄積する蓄積回路を備えるこ
   とを特徴とする請求項４記載の画像読取り装置。
6. 【請求項６】 前記演算手段は、前記光センサから前記
   第１のサンプルホールド手段に至るまでの信号経路の途
   中に、主走査方向での原稿面上で受けている外光から影
   響の強弱に対応させて前記第１のサンプルホールド手段
   によりサンプルホールド処理された前記光センサからの
   出力信号に傾きを持たせる主走査方向補正回路を有する
   ことを特徴とする請求項３記載の画像読取り装置。
7. 【請求項７】 前記光センサは、前記副走査機構を構成
   する反射鏡から前記１次元イメージセンサとの間に設け
   られ、該反射鏡の回転によって該１次元イメージセンサ
   上に結像させる画像の変化に対応して、受光する原稿面
   上の部分が変化することを特徴とする請求項１記載の画
   像読取り装置。
8. 【請求項８】 副走査機構を用いて読取原稿から１次元
   イメージセンサへの入射光を副走査方向に走査すること
   により、該１次元イメージセンサから２次元の画像信号
   を出力する画像読取り装置において、 前記読取原稿の原稿面に光を照射する光源と、 前記読取原稿の原稿面からの反射光の明るさの変化を直
   接又は間接的に検出して電気信号に変換する光センサ
   と、 前記光センサが前記原稿面から受ける光の明るさが一定
   となるように、該光センサの出力信号に応じて前記光源
   から照射される光の明るさを制御する調光回路とを備え
   ることを特徴とする画像読取り装置。
9. 【請求項９】 前記光センサは、受光面に緑色フィルタ
   が設けられていることを特徴とする請求項１又は８記載
   の画像読取り装置。