JP3040792B2

JP3040792B2 - デジタルスキャナにおける光源光量補正装置

Info

Publication number: JP3040792B2
Application number: JP2086243A
Authority: JP
Inventors: 亙奈良
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 2000-05-15
Anticipated expiration: 2015-05-15
Also published as: JPH03282334A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、蛍光灯を使用したデジタルスキャナにおけ
る光源光量補正装置に関する。

従来の技術従来におけるデジタルスキャナの構成を第９図に基づ
いて説明する。読取り用の原稿１はコンタクトガラス２
上に載置されており、そのコンタクトガラス２の端部に
位置するスケール３との間には基準白板４が設けられて
いる。また、光源としての蛍光灯５はコンタクトガラス
２の下部に位置しており、その長手方向に読取り方向Ｔ
と直交するように配設されている。その蛍光灯５の周囲
には蛍光灯ヒータ６が配設されており、これにより出射
された光はコンタクトガラス面により反射されて下方に
向かい、第一ミラー７、第二ミラー８、第三ミラー９に
より順次反射されその光路を変えて進んでいき、その光
束の一部がシェーディング補正板10を通過しながら集光
レンズ11により集光されることによって画像読取板12上
に設けられたCCD13に受光され、これにより原稿１に記
録された画像の読取りが行われる。

発明が解決しようとする課題上述したような装置において、照明用の光源に蛍光灯
５（特に、アパーチャタイプ）を使用したような場合、
原稿１の照度が原稿画像に影響を受けることが一般に知
られている。このような現象は、原稿１からの２次反射
光が蛍光灯５内に入りその蛍光灯５内で再反射されるた
めに起るものである。

これにより、蛍光灯５の長手方向の照度分布や照度そ
のものが影響を受け原稿１を１枚を読取る間に変化して
しまい、その結果、原稿濃度は一定であるにもかかわら
ず、読み取って複写されたデータの濃度分布がもとの原
稿１のデータの濃度分布と変わったものとなる。そこ
で、そのような原稿からの再反射によって変化する蛍光
灯５の原稿照度の光量を補正する必要があるが、従来に
おいてはそのような光量補正を適切に行っているものが
ない。

課題を解決するための手段そこで、このような問題点を解決するために、本発明
は、蛍光灯を光源とするデジタルスキャナにおいて、前
記蛍光灯の長手方向に少なくとも２個の光量センサを配
設し、これらの光量センサで原稿からの再反射光による
原稿照度の光量変化分を含む光源光量を検出し、前記光
量センサで検出された光量に基づいてこれら光量センサ
間の光量を補間演算により算出する光源光量補間演算算
出手段を設けた。

作用従って、蛍光灯の原稿照度が原稿からの再反射により
変化してもその光量変化を光量センサにより受光し、光
源光量補間演算算出手段により光量センサ間の光量を補
正することによって、蛍光灯の原稿照度を均一とするこ
とが可能となり、これにより、読み取られた画像データ
の濃度をもとの原稿の濃度と同等に再現することができ
る。

実施例本発明の一実施例を第１図ないし第８図に基づいて説
明する。なお、従来技術（第９図参照）と同一部分につ
いては同一符号を用いる。

第１図は、本実施例の基本構成を示すものである。蛍
光灯５の長手方向には、３個の光量センサ14が配設され
ており、これら光量センサ14間の光量を補間演算により
算出する光源光量補間演算算出手段15が設けられてい
る。この場合、前記光源光量補間演算算出手段15は、５
個のROM16a,16b,16c,16d,16eと、これらROMからのデー
タが送られるADDOR17と、このADDOR17からのデータ及び
画像データが送られるROM18と、アドレスデータの送ら
れるROM19と、このRAM19及び前記ROM18からのデータが
送られるROM20とから構成されている。

このような構成において、上述したような３個の光量
センサ14及び光源光量補間演算算出手段15とを実際のス
キャナ（第９図参照）に組み込んだ時の様子を第２図及
び第３図に示す。そこで、そのように一定の間隔で配置
された光量センサ14を用いて、光量センサ14間の光量を
補間演算により算出する方法を以下順次説明していく。

今、第２図に示すような構成のスキャナの場合、CCD
等で読込まれたデータＳ（ｘ）と、原稿反射率Ｔ（ｘ）
との関係は、下式のようになる。

Ｓ（ｘ）＝A₁（ｘ）・A₂（ｘ）・Ｂ（ｘ）・Ｃ（ｘ）・L₁（x,t,T）・Ｔ（ｘ）＋L₂（x,t,T） …（１） x:CCD等のアドレス、 t:時間 A₁（ｘ）：ミラーの反射率 A₂（ｘ）：レンズ特性Ｂ（ｘ）：レンズ特性補正係数（シェーディング補正板
特性）Ｃ（ｘ）:CCD感度 L₁（x,t,T）：原稿画照度 L₂（x,t,T）：光路外からのCCDに入る光（フレア）この時、L₂はスキャナの構成によって零になるように
作ってあるので無視することができる。

また、A₁,A₂,B,Cは時間的に不変であるため、これら
の係数を消すために、一般的に、基準白板Tref（ｘ）を
読込んだ時のSref（ｘ）を使用して、基準白板４に対す
る相対的な明るさとして、画像データSa（ｘ）を求める
と、となる。

t₀:標準白板４は読取時の時間 T₀:蛍光灯５に反射光が入る部分の濃度（基準白板
や板金等）ここで、基準白板４は、一定の反射率のものを使用す
るので、とすると、となる。

従って、となる計算を行うことにより、原稿反射率の相対値Ta
（ｘ）と比例する値Ｄ（ｘ）を求めることができる。

ここで、（４）式を書きなおすと、となる。

ここで、とすると、と表すことができる。

また、原稿面照度L₁（x,t,T）は、第５図に基づいて
下式のように表すことができる。

Ｉ（Q,α）：輝度ここで、上式を書きかえると、となる。

ここで、輝度Ｉのψ方向のばらつきは、十分小さいた
め、Ｉ（ψ,za,t）＝Ｉ（za,t）であるとして、計算を行うと、となる。

なお、この（９）式は原点Ｏでの照度であるため任意
の位置Za₀での照度は、Za＝Za−Za₀と置き換えて、と表される。

この（10）式より、ある点の照度を求めるためには、
蛍光灯５の全長に渡って、輝度を知る必要があることが
わかる。しかし、この場合、サンプル点は有限であるた
め、補間を行うことによってこの式を求めるようにす
る。

今、各サンプル点での輝度をI₁〜In−１とすると、Ii
とIi＋１との間の輝度Ixは（ただし、I₁は有効画素端部
とする）、第６図を参照して、として求められる。

ここで、とおくと、となる。

ただし、Za＝ρ（ｉ＋ｘ） ρ：レンズ系の縮小率の逆数ここで、 d₀ ²＋ρ^２（xi−ｘ＋Δｘ）^２＝Ｑ（xi−x,Δｘ）とすると、となる。

ここで、として、この（13）式を変換すると、となる。ただし、この（14）式では、ｎ≫４の場合につ
いて示したものである。

そして、本実施例の場合、この（14）式において、サ
ンプル数ｎ＝３（第４図参照）とすると、Ｆ（ｘ）＝I₀・Ｇσ＋Δx,x₁（ｘ）＋I₁・｛Ｇσ＋Δx,x₂（ｘ）＋ＧΔx,x₁（ｘ）｝＋I₂・｛ＧΔx,x₂（ｘ）＋Ｇσ−Δx,x₁（ｘ）｝＋I₃・｛Ｇσ−Δx,x₂（ｘ）＋G2σ−Δx,x₁（ｘ）｝＋I₄・G2σ−Δx,x₂（ｘ） …（15）となる。

この（15）式で、I₀,I₄は固有値であり、蛍光灯５の
端部の光量計算値が実際と近くなるような値を設定す
る。この場合、当然、光量センサの配置によっては、I₀
＝I₄＝０となる可能性がある。

今、（15）式を用いて（10）式を変換すると、となり、この（16）式を（５）式に代入すると、となる。

従って、この（17）式の計算を行うことによって、原
稿反射率Ｔ（ｘ）に比例するＤ（ｘ）の値を求めること
ができる。

次に、第１図を用いてこの計算の流れを説明する。ま
ず、光量センサ14によって蛍光灯５の輝度の読込みを行
うが、この時、光量センサ自体にばらつきがあると、正
確な計算を行うことができないため、予め感度調整を行
っているセンサユニットを使用する。このセンサユニッ
トは第７図に示すような回路構成をしており、このA/D
変換されて出力されたI₁〜I₃及び固定値のI₀,I₄と、ア
ドレスデータｘを使用して、まず、（15）式に示すＦ
（ｘ）の値を計算する。

すなわち、ROM16a〜ROM16eにおいて、I₀〜I₄に対応す
る光の計算を行う。

具体的には、 FI₀（ｘ）＝I₀・Ｇσ＋Δx,x₁（ｘ） FI₁（ｘ）＝I₁・｛Ｇσ＋Δx,x₂（ｘ）＋ＧΔx,x₁（ｘ）｝ FI₂（ｘ）＝I₂・｛ＧΔx,x₂（ｘ）＋Ｇσ−Δx,x₁（ｘ）｝ FI₃（ｘ）＝I₃・｛Ｇσ−Δx,x₂（ｘ）＋G2σ−Δx,x₁（ｘ）｝ FI₄（ｘ）＝I₄・G2σ−Δx,x₂（ｘ）の各計算を行う。

次に、ADDOR17において、FI₀（ｘ）〜FI₄（ｘ）の各
値を加算することによりＦ（ｘ）を求めることができ
る。すなわち、Ｆ（ｘ）は、Ｆ（ｘ）＝FI₀（ｘ）＋FI₁（ｘ）＋FI₂（ｘ）＋FI₃（ｘ）＋FI₄（ｘ） …（18）となる。

次に、ROM18においては、（17）式中のの計算を行う。

この時、基準白板４を読込んだ時のデータSref（ｘ）
を計算した値Daaref（ｘ）は、RAM19の中に書き込んで
おく。

そして、最後のROM20において、の計算を行うことによって、光量センサ14間の光量が補
間演算により算出されたいわゆる原稿照度の変化分の補
正された画像データを得ることができる。

なお、本実施例では、第８図（第２図を拡大した図）
に示したように、蛍光灯５の輝度をモニタするために、
光量センサ14の前にスリット21を２重に設けている。こ
の２重スリットによって、光量センサ14からの立体角ω
を小さくすれば、光錐体の定理により蛍光灯５と光量セ
ンサ14との位置は光量と無関係にすることができる。な
お、スリット21の前方には対向反射板22が配設されてい
る。

発明の効果本発明は、蛍光灯を光源とするデジタルスキャナにお
いて、前記蛍光灯の長手方向に少なくとも２個の光量セ
ンサを配設し、これらの光量センサで原稿からの再反射
光による原稿照度の光量変化分を含む光源光量を検出
し、前記光量センサで検出された光量に基づいてこれら
光量センサ間の光量を補間演算により算出する光源光量
補間演算算出手段を設けたので、蛍光灯の原稿照度が原
稿からの再反射により変化してもその光量変化を光量セ
ンサにより受光し、光源光量補間演算算出手段により光
量センサ間の光量を補正することによって、蛍光灯の原
稿照度を均一とすることが可能となり、これにより読み
取られた画像データの濃度をもとの原稿の濃度と同等に
再現することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図及
び第３図はその光源光量補正装置の部分の様子を示す構
成図、第４図は蛍光灯に対する読取位置の関係を示す説
明図、第５図は原稿面照度の座標軸との関係を示す説明
図、第６図は各サンプル点における輝度の位置関係を示
す説明図、第７図はセンサユニットの一例を示す回路
図、第８図は光量センサの前方にスリットを位置させた
場合の様子を拡大して示す構成図、第９図は従来例を示
す構成図である。５……蛍光灯、14……光量センサ、16……光源光量補間
演算算出手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】蛍光灯を光源とするデジタルスキャナにお
いて、前記蛍光灯の長手方向に少なくとも２個の光量セ
ンサを配設し、これらの光量センサで原稿からの再反射
光による原稿照度の光量変化分を含む光源光量を検出
し、前記光量センサで検出された光量に基づいてこれら
光量センサ間の光量を補間演算により算出する光源光量
補間演算算出手段を設けたことを特徴とするデジタルス
キャナにおける光源光量補正装置。