JP3137383B2

JP3137383B2 - 画像読取装置

Info

Publication number: JP3137383B2
Application number: JP03252466A
Authority: JP
Inventors: 亙奈良
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1991-09-30
Publication date: 2001-02-19
Anticipated expiration: 2016-02-19
Also published as: JPH0591318A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタル複写機やファ
クシミリ装置等の機器に利用される画像読取装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】デジタル複写機やファクシミリ装置等に
は各種の画像読取装置が利用されているが、一般的には
蛍光灯等の光源と受光素子が主走査方向に連設された読
取センサ（ラインセンサ）とが並設された光走査装置
が、原稿支持板であるガラス板下を副走査移動する構造
となっている。ここで、上述のような画像読取装置で
は、蛍光灯等の光走査装置の光源は使用期間や周囲温度
により照度が変動するので、これを逐次測定して光走査
装置の読取センサの読取閾値で補正することが必要であ
る。そこで、光走査装置上と対向して読取走査領域外と
なる位置に基準白板を配置し、これを光走査装置の光源
で照明して明度を読取センサで測定し、この測定値に従
って原稿の読取閾値を補正するものが開発されている。
上述のような画像読取装置は、光走査装置の光源の変動
を基準白板の明度に従って補正するので、原稿の画像情
報を随時良好なホワイトバランスで読取走査することが
できる。

【０００３】ここで、基準白板はフレームの読取開口上
面とガラス板の下面との間に配置したり、ガラス板の上
に取付けるなどしているが、これでは基準白板と原稿の
被走査面とは光走査装置に対する距離が異なるので、こ
のことによる照度差を電気的に補正するなどしている。
だが、実際には上述の補正を行なっても、主走査方向の
端部でホワイトバランスの不良が発生しがちである。つ
まり、基準白板と原稿の被走査面とは光走査装置の光源
にフレームの読取開口を介して対向しているが、この読
取開口に対する間隔差によって原稿の被走査面と基準白
板の下面とではフレームに遮光される割合が異なる。こ
のため、主走査方向の端部では基準白板の明度が相対的
に高く測定されたり低く測定されることになり、原稿か
ら読取った画像情報を再現すると主走査方向の端部が黒
くつぶれたり白く飛んだものとなる。

【０００４】そこでこの問題を解決するため、本発明者
は、受光素子が主走査方向に連設された読取センサと主
走査方向に長い光源とを有し副走査移動自在に支持され
た光走査装置と、この副走査移動する光走査装置と対向
する位置に読取開口が形成されたフレームを設け、この
フレームの読取開口上に透光性を有する原稿支持板と基
準白板とを配置し、光走査装置の光源に照明された基準
白板の明度に従って読取センサのホワイトバランスを補
正する画像読取装置において、少なくとも一方の主走査
方向端部の表面明度が中央部とは異なる基準白板を形成
することを提案した。これにより、基準白板の主走査方
向端部の表面明度が中央部とは異なるので、フレームの
読取開口に対する間隔差に起因する原稿と基準白板との
読取明度の差が補正されるので、基準白板に比して受光
量が小さい原稿の主走査方向の端部の画像情報も良好な
ホワイトバランスで読取走査されることになり、画像情
報が主走査方向の端部で黒くつぶれたり白く飛ぶことが
防止される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、読取
センサと原稿までの距離と、読取センサと基準白板まで
の距離とが異なる場合には、基準白板に濃度変化を付け
る必要があるが、この濃度変化を付ける手段としては、
塗装や各種表面加工等がある。しかし、実際になめらか
な濃度変化を塗装やシルク印刷等で実現することは困難
であり、また、濃度変化部が正しい濃度カーブになって
いるかを検出することも非常に困難である。そこで、本
発明は、読取センサの出力部において滑らかな濃度変化
を実現し、簡単な方法で濃度カーブを管理できる手段を
備えた画像読取装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、受光素子が主走査方向に
連設された読取センサと主走査方向に照明可能な光源と
を有し副走査移動自在に支持された光走査装置と、この
副走査移動する光走査装置と対向する位置に読取開口が
形成されたフレームを設け、このフレームの読取開口上
に透過性を有する原稿支持板と基準白板とを配置し、前
記光走査装置の光源に照明された前記基準白板の明度に
従って、前記読取センサのホワイトバランスを補正する
画像読取装置であって、少なくとも一方の主走査方向端
部の表面明度が中央部とは異なる基準白板を有する画像
読取装置において、前記基準白板内の明度差を網点パタ
ーンで形成すると共に、その網点部に使用した塗料と同
じもので基準白板の有効読取範囲外に塗料の濃度をチェ
ックする部分を設けたことを特徴とする。

【０００７】また、請求項２記載の発明では、受光素子
が主走査方向に連設された読取センサと主走査方向に照
明可能な光源とを有し副走査移動自在に支持された光走
査装置と、この副走査移動する光走査装置と対向する位
置に読取開口が形成されたフレームを設け、このフレー
ムの読取開口上に透過性を有する原稿支持板と基準白板
とを配置し、前記光走査装置の光源に照明された前記基
準白板の明度に従って、前記読取センサのホワイトバラ
ンスを補正する画像読取装置であって、少なくとも一方
の主走査方向端部の表面明度が中央部とは異なる基準白
板を有する画像読取装置において、前記基準白板内の明
度差を、読取センサ出力でＭＴＦが小さく、且つモアレ
の周波数が高い空間周波数を持つ網点で形成したことを
特徴とする。

【０００８】また、請求項３記載の発明では、受光素子
が主走査方向に連設された読取センサと主走査方向に照
明可能な光源とを有し副走査移動自在に支持された光走
査装置と、この副走査移動する光走査装置と対向する位
置に読取開口が形成されたフレームを設け、このフレー
ムの読取開口上に透過性を有する原稿支持板と基準白板
とを配置し、前記光走査装置の光源に照明された前記基
準白板の明度に従って、前記読取センサのホワイトバラ
ンスを補正する画像読取装置であって、少なくとも一方
の主走査方向端部の表面明度が中央部とは異なる基準白
板を有する画像読取装置において、前記基準白板内の明
度差を、読取センサの持つ空間周波数の偶数倍の空間周
波数を持つ網点で形成することを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明によれば、基準白板の主走査方向端部の
表面明度が中央部とは異なるので、フレームの読取開口
に対する間隔差に起因する原稿と基準白板との読取明度
の差が補正されるので、基準白板に比して受光量が小さ
い原稿の主走査方向の端部の画像情報も良好なホワイト
バランスで読取走査されることになり、さらに、基準白
板内の明度差を網点パターンで形成すると共に、その網
点部に使用した塗料と同じもので基準白板の有効読取範
囲外に塗料の濃度をチェックする部分を設けたことによ
り、読取センサの出力部において滑らかな濃度変化を実
現することができ、且つ、上記濃度チェック部により容
易に品質（濃度カーブ等）を管理することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を図面を参照して説明する。先
ず、本発明が適用される画像読取装置について、図１
(ａ)を参照して説明する。この画像読取装置１では、受
光素子が連設されたラインセンサ（読取センサ）２と光
源である直管型の蛍光灯３とが並設された光走査装置４
がレール（図示せず）に支持されるなどして副走査移動
自在となっており、この副走査移動する光走査装置４と
対向する位置に読取開口５が形成されたフレーム６の上
に原稿支持板であるガラス板７がスペーサ８を介して取
付けられている。そして、この画像読取装置１では、前
記部材６，７間で前記読取開口５の副走査方向端部に相
当する位置にブラケット９で固定された基準白板１０
は、図１(ａ)に例示するように前記読取開口５の縁部と
隣接する主走査方向端部の表面が中央部より暗色に塗装
されている。尚、基準白板の具体的な実施例については
後述する。

【００１１】このような構成において、この画像読取装
置１も、光走査装置４の蛍光灯３の照度を基準白板１０
の明度で測定し、この測定値に従ってラインセンサ２の
読取閾値を補正して原稿１１の画像情報を良好なホワイ
トバランスで読取走査するようになっている。つまり、
図２(ａ)及び図３(ａ)に例示するように、ガラス板７上
に原稿１１が載置されて用紙サイズや変倍率などが機器
に設定されると、これらの設定値に従って光走査装置４
は原稿１１を読取走査する前に基準白板１０を読取走査
する。この時、図１(ａ)に例示したように、基準白板１
０はフレーム６の読取開口５の縁部と隣接する位置が暗
色なので、その読取明度は端部で低く中央部で高い値と
なる。そこで、このような補正が行なわれた後、図２
(ｂ)及び図３(ｂ)に例示するように、ガラス板７下を副
走査移動する光走査装置４により原稿１１の画像情報が
読取走査される。この時、この画像読取装置１では、基
準白板１０の読取明度に従って光走査装置４のラインセ
ンサ２のホワイトバランスが補正されているので、原稿
１１の画像情報は主走査方向の端部では実際より明るく
読み取られる。これは図２に例示したように、基準白板
１０の下面と原稿１１の被走査面との高さが異なるため
にフレーム６の読取開口５付近では原稿１１の被走査面
は基準白板１０よりもフレーム６に遮光される割合が大
きいことに対する対策であり、このように相対的に受光
量が大きい基準白板１０の主走査方向端部を暗色にした
ことで、原稿１１の画像情報は受光量に適したホワイト
バランスで読取走査されることになる。

【００１２】ここで、本出願人が実際に上述のような構
造の装置を製作して基準白板１０と白色の原稿１１との
照度分布を測定したところ、図５に例示するように、基
準白板１０と原稿１１とから読取った明度の差が、主走
査方向の中央部では小さく端部に接近するほど大きくな
ることが判明した。尚、図中に例示した曲線は、上述の
ような明度の各値から、｛１−(白色原稿の明度／基準白板の明度)}×１００として算出したエラー率（％）を示しており、やはり主
走査方向の端部ではホワイトバランスのエラーが大きい
ことが判る。そこで、この画像読取装置１を実施する場
合は、上述のようなホワイトバランスの誤差に基づき、
図４に例示するように、基準白板１０の表面に形成する
暗色の塗装の濃度を、主走査方向の端部では高く中央部
では低くすることになる。

【００１３】ところで、画像読取装置１の基準白板１０
は、通常は空間周波数が零であるような、例えば、ベタ
印刷、ベタ塗装や、紙またはフィルム等の地色を使って
作っている。これは、均一な濃度の基準白板を容易に作
ることができる事と、網点ではラインセンサ（例えばＣ
ＣＤ）等の読取センサ３の量子化により、モアレが発生
してしまうためである。すると、前述したように、基準
白板内に濃度変化を故意につけようとする場合も、ベタ
印刷のような方法がモアレ発生の心配が無く良い方法だ
と考えられる。しかしながら、実際には、なめらかな濃
度変化を持つものを、ある決められた濃度カーブで量産
することを１回のベタ印刷等で実現することは不可能で
ある。また、ある幅を持つベタ印刷を数回濃度を変えて
行なうことによって濃度変化をつける場合は、図６に示
すように、印刷の重なった部分の濃度がその２色の中間
色にならないことや、重ね合わせがうまく行なえないと
隙間が生じ、地肌の色が出てしまうため、この方法でも
なめらかな濃度変化を実現することは難しい。また、仮
に上記方法で濃度カーブを実現できたとしても、マクベ
ス濃度計のようにある面積（例えば、直径５ｍｍ）を必
要とする濃度計が一般的であるため、これらの濃度計で
濃度が変化している部分の濃度を測定すると、測定位置
により測定濃度が大きくばらついてしまうため、正確な
濃度カーブが実現できているかの検査も不可能である。

【００１４】そこで本発明では、上記問題点を解決し得
る基準白板を作製することを目的とし、図１(ｂ)，(ｃ)
に示すように、基準白板１０のブラケットに白色ベタ印
刷を施した後、基準白板１０の有効読取範囲内の少なく
とも一方の主走査方向端部に網点印刷を施し、基準白板
１０になめらかな濃度変化を付ける。一般に、任意の濃
度カーブを容易に実現するのは、網点印刷による面積階
調が知られている。しかし、ただ網点印刷を施すだけで
は、前述したように読取センサの量子化により、モアレ
が発生する恐れがある。したがって、本発明の技術的な
課題は、どのような条件の網点であれば、モアレの影響
がなく正しい濃度カーブのシェーディングデータを作る
ことができるかという所にある。以下、その解決方法に
ついて説明する。

【００１５】さて、網点で発生するモアレは、周波数と
振幅を持っている。モアレの周波数ｆ_M[本／inch］は、
ｎを１または偶数であるとすると、原稿の空間周波数ｆ
_W[本／inch］に最も近い読取空間周波数ｆ_R[本／inch］
のｆ_R／ｎまたはｎ×ｆ_Rで、ｆ_W を除算した時の余りの
絶対値である。また、振幅は読取系のＭＴＦ(Ｍodulati
on Ｔransfer Ｆunction）で決まり、図７に示すような
読取系では、主にレンズ１４と読取センサ３のＭＴＦに
大きく影響を受ける。先ず、読取センサのＭＴＦは図８
に示すようになる。図８より、ｆ_R の偶数倍の所でＭＴ
Ｆが０となることが判る。ＭＴＦが０であるということ
は、読取センサ３側の出力では、網点画像を読込んでい
るにもかかわらず、ベタ画像を読込んだ時と同じ出力を
出すことになる。したがって、網点のドット間隔を、例
えば図９に示すように１／２ｆ_R[inch］に固定して、ド
ットサイズを変更して階調表現すれば、ベタで階調表現
をした場合と同じ出力を得ることができる。すなわち、
請求項３記載のように、基準白板内の明度差を、読取セ
ンサの持つ空間周波数の偶数倍の空間周波数を持つ網点
で形成すれば、滑らかな濃度変化を実現できる。

【００１６】次に、別の方法を説明する。図７に示した
読取系全体のＭＴＦは、レンズ１４のＭＴＦ（図１０参
照）と読取センサ３のＭＴＦを乗じたものとなるため図
１１のようになる。但し、図１０に示したＭＴＦは、レ
ンズによってＭＴＦの波形が異なる（零となる周波数も
異なる）ため、参考図である。従って、図１１も読取系
全体のＭＴＦの一例ということになる。図１１に示すよ
うに、読取系全体のＭＴＦは周波数が高くなるにしたが
って急にＭＴＦが低下していることが判る。そこでここ
では、このようにＭＴＦが小さい周波数域において、尚
且つモアレの周波数が高いような空間周波数（例えば、
2.6ｆ_R）を考える（モアレの周波数は0.6ｆ_R）。また、
簡単に考えるために、例えば、周期が１／2.6ｆ_Rで副走
査側への白、グレーのデューティーを徐々に変更するよ
うな印刷を行なうと、デューティーにより読取波形は図
１２のようになる。したがって、モアレの一周期分の長
さ１／0.6ｆ_Rより長い期間のデータを取り込んで、平均
値処理、ＭＡＸ検知、ＭＩＮ検知等の何らかの処理を行
なうことによって、デューティーに応じた値を検出でき
る。尚、モアレの周波数が小さいと一周期が長くなって
しまうため、基準白板の副走査方向の幅を長くしなけれ
ばならないため、モアレの周波数は高い方が良い。

【００１７】このように、基準白板内の明度差を、読取
センサの持つ空間周波数の偶数倍の空間周波数を持つ網
点で形成するか、あるいは、基準白板内の明度差を、読
取センサ出力でＭＴＦが小さく、且つモアレの周波数が
高い空間周波数を持つ網点で形成するかの上記２つの方
法の何れかを使用することによって、網点印刷によって
なだらかな濃度変化のシェーディング補正データを作る
ことが可能となる。また、このように網点で濃度変化を
作った場合には、その濃度カーブは網点印刷のパターン
と、網点部のインク濃度によって決まる。ここで、網点
印刷のパターンには変動要因はないため、網点のインク
濃度を管理することによって濃度カーブが管理できる。
そこで、本発明では、図１(ｂ)，(ｃ)に示すように、基
準白板１０上の有効読取幅外に、網点インク濃度をチェ
ックするための印刷エリアを作り、その部分の濃度チェ
ックで品質（濃度カーブ）をチェックすることが可能と
なる。

【００１８】尚、デジタルスキャナー方式の画像読取装
置の場合、読取センサの画素毎の感度のバラツキを補正
するために基準白板を用い、その基準白板の読取データ
Ｄ_THと、原稿読取データＤ’との相対的な明るさを検出
する方法を取っている。これをシェーディング補正とい
い、一般的には、図１３で示されるようなシェーディン
グ補正回路１７で実現されている。すなわち、シェーデ
ィング補正回路１７内の演算回路２０を介してＲＡＭ２
１内に記憶した基準白板の読取データＤ_THと、Ａ／Ｄコ
ンバータ１６から読取込んだ原稿読取データＤ’とを、
ＣＰＵ２２で処理し、Ｄ＝(Ｄ’／Ｄ_TH)×(２のｎ乗) ；（ｎ＝ビット数）の計算を行ない、シェーディング補正を行なっている。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基準白板の主走査方向端部の表面明度が中央部とは異な
るので、フレームの読取開口に対する間隔差に起因する
原稿と基準白板との読取明度の差が補正されるので、基
準白板に比して受光量が小さい原稿の主走査方向の端部
の画像情報も良好なホワイトバランスで読取走査される
ことになり、さらに、基準白板内の明度差を網点パター
ンで形成すると共に、その網点部に使用した塗料と同じ
もので基準白板の有効読取範囲外に塗料の濃度をチェッ
クする部分を設けたことにより、読取センサの出力部に
おいて滑らかな濃度変化を実現することができ、且つ、
上記濃度チェック部により容易に品質（濃度カーブ等）
を管理することができる。さらに、基準白板内の明度差
を、読取センサの持つ空間周波数の偶数倍の空間周波数
を持つ網点で形成するか、あるいは、基準白板内の明度
差を、読取センサ出力でＭＴＦが小さく且つモアレの周
波数が高い空間周波数を持つ網点で形成するかの何れか
を採用することによって、網点印刷によるなだらかな濃
度変化のシェーディング補正データを容易に作ることが
可能となる。したがって、本発明によれば、原稿全面の
画像情報を常に良好なホワイトバランスで読取走査する
ことができる画像読取装置を提供することができる。、

【図面の簡単な説明】

【図１】(ａ)は本発明が適用される画像読取装置の要部
の底面図、(ｂ)は本発明による基準白板の一例を示す平
面図、(ｃ)は基準白板の要部断面図である。

【図２】本発明が適用される画像読取装置の要部縦断正
面図である。

【図３】本発明が適用される画像読取装置の要部縦断側
面図である。

【図４】基準白板の濃度分布の一例を示す特性図であ
る。

【図５】基準白板と白色原稿の照度分布とエラー率とを
示す特性図である。

【図６】基準白板に濃度を変えて数回のベタ印刷を施し
た場合の濃度分布の説明図である。

【図７】画像読取装置の画像読取系の一例を示す説明図
である。

【図８】空間周波数と読取センサのＭＴＦの関係の一例
を示す参考図である。

【図９】請求項３記載の発明の説明図である。

【図１０】空間周波数とレンズのＭＴＦの関係の一例を
示す参考図である。

【図１１】空間周波数と読取系全体のＭＴＦの関係の一
例を示す参考図である。

【図１２】請求項２記載の発明の説明図である。

【図１３】図７に示すシェーディング補正回路の一例を
示す図である。

【符号の説明】

１・・・画像読取装置２・・・読取センサ３・・・光源４・・・光走査装置５・・・読取開口６・・・フレーム７・・・原稿支持板９・・・ブラケット１０・・・基準白板１１・・・原稿１６Ａ／Ｄコンバータ１７シェーディング補正回路

───────────────────────────────────────────────────── 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 H04N 1/19 H04N 1/405 G06T 1/00 460

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】受光素子が主走査方向に連設された読取セ
ンサと主走査方向に照明可能な光源とを有し副走査移動
自在に支持された光走査装置と、この副走査移動する光
走査装置と対向する位置に読取開口が形成されたフレー
ムを設け、このフレームの読取開口上に透過性を有する
原稿支持板と基準白板とを配置し、前記光走査装置の光
源に照明された前記基準白板の明度に従って、前記読取
センサのホワイトバランスを補正する画像読取装置であ
って、少なくとも一方の主走査方向端部の表面明度が中
央部とは異なる基準白板を有する画像読取装置におい
て、前記基準白板内の明度差を網点パターンで形成すると共
に、その網点部に使用した塗料と同じもので基準白板の
有効読取範囲外に塗料の濃度をチェックする部分を設け
たことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】受光素子が主走査方向に連設された読取セ
ンサと主走査方向に照明可能な光源とを有し副走査移動
自在に支持された光走査装置と、この副走査移動する光
走査装置と対向する位置に読取開口が形成されたフレー
ムを設け、このフレームの読取開口上に透過性を有する
原稿支持板と基準白板とを配置し、前記光走査装置の光
源に照明された前記基準白板の明度に従って、前記読取
センサのホワイトバランスを補正する画像読取装置であ
って、少なくとも一方の主走査方向端部の表面明度が中
央部とは異なる基準白板を有する画像読取装置におい
て、前記基準白板内の明度差を、読取センサ出力でＭＴＦが
小さく、且つモアレの周波数が高い空間周波数を持つ網
点で形成したことを特徴とする画像読取装置。
【請求項３】受光素子が主走査方向に連設された読取セ
ンサと主走査方向に照明可能な光源とを有し副走査移動
自在に支持された光走査装置と、この副走査移動する光
走査装置と対向する位置に読取開口が形成されたフレー
ムを設け、このフレームの読取開口上に透過性を有する
原稿支持板と基準白板とを配置し、前記光走査装置の光
源に照明された前記基準白板の明度に従って、前記読取
センサのホワイトバランスを補正する画像読取装置であ
って、少なくとも一方の主走査方向端部の表面明度が中
央部とは異なる基準白板を有する画像読取装置におい
て、前記基準白板内の明度差を、読取センサの持つ空間周波
数の偶数倍の空間周波数を持つ網点で形成することを特
徴とする画像読取装置。