JP3111676B2 - ハンドスキャナ - Google Patents

ハンドスキャナ

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JP3111676B2
JP3111676B2 JP04216566A JP21656692A JP3111676B2 JP 3111676 B2 JP3111676 B2 JP 3111676B2 JP 04216566 A JP04216566 A JP 04216566A JP 21656692 A JP21656692 A JP 21656692A JP 3111676 B2 JP3111676 B2 JP 3111676B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、イメージセンサを利用
して原稿を読み取るハンドスキャナに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】光学系を用いて光電変換面に投影するセ
ンサや、密着型イメージセンサなど、ラインセンサを用
いて、主走査と副走査を行なって原稿を読み取るセンサ
においては、光源からの照明光の不均一さや、センサセ
ルの個々の感度差などにより、同一濃度の画像を読み取
っても、各センサセルの出力信号が必ずしも同一の値に
ならない。これを補正するために、シェーディング補正
が行なわれている。
【0003】シェーディング補正は、あらかじめ、2種
の基準画像、例えば、白と黒の画像を用い、白の画像を
読み取ったときの各センサセルの出力信号と、黒の画像
を読み取ったときの各センサセルの出力信号を得て、こ
れら出力信号を所定の値に揃えるような補正値を演算し
て記憶させ、原稿を読み取る際に、この補正値によっ
て、出力信号を補正する方法が一般的である。
【0004】シェーディング補正を行なうことによっ
て、上述した照明光の不均一さや、各センサセルの感度
差などを補正して、同一濃度の画像に対して、各センサ
セルの出力信号は一定の値となり、精度のよい画像信号
を得ることができる。
【0005】しかしながら、ハンドスキャナにおいて
は、原稿の読取の際の副走査は、オペレータの手によっ
て行なわれ、原稿との相対移動量を回転エンコーダ等に
より検出して、主走査の読取ラインの位置を決定してい
る。ハンドスキャナを移動させる速度は、必ずしも一定
ではなく、また、1枚の原稿の読取開始から終了までの
間にも、移動速度がばらつく。したがって、副走査速度
が一定とならないため、センサセルの蓄積時間が一定に
ならず、移動速度の速いところでは、出力信号が小さく
なり、移動速度の遅いところでは、出力信号が大きくな
り、正確な画像データが得られないという問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するためになされたもので、副走査速度のば
らつきに影響されないハンドスキャナを実現することを
目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、ハンドスキャ
ナにおいて、ケースに設けられた開口からの原稿画像と
ケース内に固定された基準画像とを、回動可能に支持さ
れた反射ミラーの回動により切り換えてセンサで読み取
る読取手段と、前記原稿画像の読取の際の副走査速度を
検出する副走査速度検出手段と、前記基準画像を読み取
って、各センサセルの補正パラメータを記憶する補正パ
ラメータ記憶手段と、前記副走査速度検出手段と前記補
正パラメータ記憶手段からの信号に基づいて、前記セン
サセルの出力信号を補正する出力信号補正手段を有する
ことを特徴とするものである。
【0008】
【実施例】図1は、本発明のハンドスキャナの主要部の
ブロック図である。図中、1はセンサセル、2は可変増
幅率増幅器、3はA/D変換器、4はD/A変換器、5
はエンコーダ、6は補正部、7は副走査速度検出部、8
はRAM、9はROM、10は出力部、11はこれら全
体の制御を担当する主制御部(CPU)である。センサ
セル1は、この実施例では、密着型のイメージセンサを
用いた。センサセルの出力は、可変増幅率増幅器2で増
幅され、A/D変換器3によりデジタル量に変換され、
出力部10から出力される。エンコーダ5は、ハンドス
キャナの移動量を検出するためのものであり、原稿面に
接触しながら回転する接触ローラーに連動して回転され
るように構成されている。副走査速度検出部7は、エン
コーダ5の出力を利用して、副走査速度に応じたデータ
を得るものである。各センサセルに対する補正データ
は、補正部6により演算される。基準画像を読み取った
場合の各センサセルの補正データは、RAM8に収納さ
れる。また、原稿の読取の際の副走査速度の応じた補正
も、補正部6によって行なわれる。ROM9には、制御
プログラムや固定データなどが収納されている。
【0009】図1の実施例の動作について説明する。ま
ず、実際の原稿を読み取る前に基準画像を用いて、上述
した照明光の不均一さや、各センサセルの感度差などに
基づく補正を行なう。
【0010】基準画像を与える方法としては、ストライ
プ状の白と黒が周面に施されたローラをセンサに近接さ
せて設けておいて、これを回転させながら読み取る方法
が考えられる。このようにすれば、特別な基準画像を別
に用意することなく、基準データを内蔵させることがで
きるという利点がある。
【0011】しかしながら、ハンドスキャナにおいて
は、センサに近接して基準画像となるローラを内蔵させ
ることは構造上困難である。そこでハンドスキャナの動
作モードとして、校正操作モードを用意する。校正操作
モードでは、別途に白バンド、黒バンドを基準画像とし
て用いる。
【0012】図5は、基準画像を内蔵したハンドスキャ
ナの一例であり、図5(A)は断面図、図5(B)は要
部の斜視図である。図中、12はケース、13は開口、
14はミラー、15はセルフォックレンズアレイ、16
はCCDセンサ、17は回転ローラ、18は基準画像、
19は照明用LED、20はストッパ、21は回転摘
み、22は付勢用バネ、23はスリット板、24はフォ
トインタラプタである。ミラー14は、常時は付勢用バ
ネ22によりストッパ20に突き当たる位置をとってい
る。この位置では、開口13からの原稿画像がセルフォ
ックレンズアレイ15を通って、CCDセンサ16で読
み込まれる。校正操作モードにおいては、ミラー14を
矢印方向に回転させ、点線で示す位置に向ける。回転角
をスリット板23とフォトインタラプタ24で読み取り
ながら、基準画像18を、ミラー14,セルフォックレ
ンズアレイ15を通して、CCDセンサ16で読み込
む。基準画像18は、板状体に白バンド、黒バンドを施
したものを用いている。読み込みの終了後に、回転摘み
21から手を離せば、ミラー14は付勢用バネ22によ
り戻され、ストッパ20で止まり、原稿の読み取り位置
をとる。原稿読み取りの際には、回転ローラ17に連動
するエンコーダが副走査方向の移動量を検出する。
【0013】ストッパ25を設けて、ミラー14をこの
ストッパに当たるまで回転させ、回転摘み21から手を
離し、ミラー14が付勢用バネ22により戻される過程
において、基準画像18を読み取り、校正データを得る
ようにしてもよい。この場合は、ミラー14の回転軸
に、ガバナーや摩擦機構など、適当な調速機構を設ける
ようにしてもよい。
【0014】基準画像を読み込んだデータから、各セン
サセルの出力の差を補正する補正係数を第1の補正係数
として演算し、RAM8に収納する。RAM8を電池バ
ックアップなどにより、不揮発性としておけば、校正操
作モードは、読取開始の都度に行なう必要はない。
【0015】第1の補正係数について説明する。図2
は、センサセルの一般特性である。N番目のセルであ
り、横軸は光量である。EB は黒バンドを読み込んだと
きの光量、EW は白バンドを読み込んだときの光量であ
り、いずれも蓄積時間はT0 である。蓄積時間をT0
するためには、転送時間を設定してもよく、あるいは、
後述する副走査速度の補正を行なって、蓄積時間がT0
に相当する出力電圧を演算するようにしてもよい。黒バ
ンドの反射光の照度をPB 、白バンドの反射光をPW
すれば、 EB =PB 0W =PW 0 であり、それぞれの読み込みにおける出力電圧VBN、V
WNは、 VBN=aN B 0 +bNWN=aN W 0 +bN であるから、 aN =(VWN−VBN)/T0 (PW −PB ) bN =VWN−(VWN−VBN)PW /(PW −PB ) となる。
【0016】ここで、aN とbN について、基準値をあ
らかじめ決めておく。その値をa0,b0 とし、 aN =αa0N =b0 +β となるα,βを演算し、第1の補正係数を得ることがで
きる。
【0017】次に、原稿の読取について説明する。図3
に示すように、PX の濃度の画素を蓄積時間T0 で読み
込む場合の光量EX は、 EX =PX 0 であるあるから、これを読み込んだN番目のセルから得
られた出力電圧VX は、 VX =aN X 0 +bN である。これを第1の補正係数α,βで補正することに
より、 VXN=a0 X 0 +b0 となり、照明光の不均一さや、各センサセルの感度差な
どに影響されない出力電圧を得ることができる。
【0018】上述したVXNは、蓄積時間をT0 とした。
蓄積時間がTX であれば、センサセルにより検出され、
第1の補正係数により補正された電圧VYNは、 VYN=a0 X X +b0 したがって、蓄積時間をTX で読み込んだ場合には、第
1の補正係数で補正した電圧値VYNに対して、蓄積時間
に対する第2の補正係数γを用いることにより蓄積時間
の相違による出力電圧値の補正が可能となる。すなわ
ち、 VXN=a0 X 0 +b0 =(T0 /TX )(VYN−b0 )+b0 =γVYN+(1−γ)b0 となる。なお、第2の補正係数γは、 γ=T0 /TX である。
【0019】この実施例では、(1−γ)b0 の項は暗
電流に相当するものであり、これを無視できるものとし
た。そうすると、 VXN=γVYN となる。なお、蓄積時間に対する補正は、直線近似で行
なったが、指数関数を適用してもよい。
【0020】図1の実施例に戻って説明する。校正操作
モードにおいて、センサセルの各素子ごとに、所定の増
幅率で増幅した出力電圧をA/D変換器3でデジタル値
に変換し、補正部6において、第1の補正係数を演算
し、RAM8にメモリする。第1の補正係数としては、
上述したβを無視して、αだけの補正を行なうことがで
きる。
【0021】原稿の読取の際には、エンコーダからの出
力パルスの周期に基づいて、速度検出部7が副走査速度
を検出する。副走査速度に応じて、上述した第2の補正
係数であるγを演算し、その演算結果をD/A変換器4
でアナログ量に変換し、可変増幅率増幅器2を制御す
る。したがって、増幅された電圧は、副走査速度の影響
が補正され、蓄積時間をT0 とする値となる。D/A変
換器4と可変増幅率増幅器2との間に非直線回路を挿入
することにより、指数関数による補正も行なうことがで
きる。可変増幅率増幅器2の出力を、A/D変換器3で
デジタル量に変換し、補正部6において、RAM8から
読み込んだ第1の補正係数により補正することによっ
て、シェーディング補正が行なわれる。
【0022】なお、上述した実施例においては、蓄積時
間による補正をアナログ的に行なったが、デジタル演算
により補正を行なってもよい。図4は、蓄積時間による
補正をデジタル演算によって行なう場合の実施例のブロ
ック図である。図中、図1と同様な部分には同じ符号を
付して説明を省略する。この実施例においては、センサ
セル1の出力電圧は、A/D変換器3によりデジタル値
に変換され、補正部6において、第1の補正係数および
副走査速度に応じた第2の補正係数による演算が行なわ
れる。もちろん、指数関数を利用した補正を行なうこと
も可能である。
【0023】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ハンドスキャナにおいて、反射ミラーを回動
させるだけで、原稿画像の読取と基準画像の読取を切り
換えることができ、基準画像の読取においては、センサ
セルの補正パラメータを記憶し、原稿画像の読取におい
ては、シェーディング補正とともに、移動速度の変動に
対する補正を行なうことができ、高い精度で、階調読取
を行なうことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のハンドスキャナの一実施例の主要部の
ブロック図である。
【図2】センサセルの一般特性を示す線図である。
【図3】補正方法の説明図である。
【図4】本発明のハンドスキャナの他の実施例の主要部
のブロック図である。
【図5】基準画像を内蔵したハンドスキャナの一例の説
明図である。
【符号の説明】
1 センサセル 2 可変増幅率増幅器 3 A/D変換器 4 D/A変換器 5 エンコーダ 6 補正部 7 副走査速度検出部 8 RAM 9 ROM 10 出力部 11 主制御部(CPU)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 1/401 G06T 1/00 420 H04N 1/04 - 1/207

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケースに設けられた開口からの原稿画像
    とケース内に固定された基準画像とを、回動可能に支持
    された反射ミラーの回動により切り換えてセンサで読み
    取る読取手段と、 前記原稿画像の読取の際の副走査速度を検出する副走査
    速度検出手段と、 前記基準画像を読み取って、各センサセルの補正パラメ
    ータを記憶する補正パラメータ記憶手段と、 前記副走査速度検出手段と前記補正パラメータ記憶手段
    からの信号に基づいて、前記センサセルの出力信号を補
    正する出力信号補正手段を有することを特徴とするハン
    ドスキャナ。
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