JP3162085B2 - 原稿読取装置 - Google Patents

原稿読取装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、原稿読取装置に関し、より詳細
には、高精度に画像情報を取り込むことのできる画像読
取装置に関する。例えば、複写機、ファクシミリ、画像
ファイル装置等に適用されるものである。
【0002】
【従来技術】図9(a),(b)は、ストレート光発生
を説明するための図で、図中、31は原稿、32はコン
タクトガラス、33は光源、34は対向反射板、35は
CCD受光素子、36は筐体である。
【0003】ストレー光とは周辺筐体36、原稿自身の
反射拡散光およびその多重反射光であり、本来の光路以
外から原稿31あるいは結像面に入射する光線束であ
る。ストレー光によって注目する画像領域の信号がその
周辺の画像信号に影響を受けて変化する現象、読み取り
画像のMTFが劣化する現象が観測されているが、これ
は高品位な原稿読み取り装置を構成する場合に大きな問
題となる。原稿が全面黒ベた画像の場合の原稿読み取り
信号に対して、図9に示した構成の場合、中心部の黒画
像信号は周辺部の白画像に影響を受けて濃度が低くなる
現象が実際に観測されている。これは図9に示したよう
に、原稿面で反射拡散された光束がその周辺筐体36、
特に光源自身で再反射されてその近傍の画像領域にスト
レー光となって影響しているものである。
【0004】従来はこれを防ぐために線上の光源の長手
方向に、それと直角に遮光板を並べて線上光源の長手方
向に反射拡散する光線束をカットする方法が提案されて
いる(例えば、特開平1−182864号公報)。これ
はルーバーと呼ばれている。これは直接ストレー光を防
止することを目的としたものではないが、実際的には現
場で用いられている方法である。
【0005】この他、例えば、特開平1−267531
号公報では、原稿搭載手段に隣接して、メカニカルシャ
ッターや液晶シャッターにより、CCDのような画像情
報検出手段に同期して光の透過、不透過を制御する方法
が提案されている。しかし、実際には読取り画素とシャ
ッターの位置合わせや、シャッターの高速駆動は困難で
あると共に、装置自体が大きくなってしまい現実的では
ない。
【0006】また、先に提案された特願平2−2124
70号は、二次光源によってセンサに感知される成分の
みを、正規に読み取られている画素から反射光をある特
定の方法でさえぎることでセンサ出力を得、これをメモ
リに記憶し、通常の読取り出力(すなわち、正規の画素
の情報に二次光源の影響が加わった出力)から減ずるこ
とによりストレー光を補正するものである。
【0007】画像読取装置において、原稿を読み取るの
に際し読み取りレベルの変動要因になるものとして、あ
る点の実際の明るさにひきずられて読み取られるという
現象がある。これは原稿を読み取るための照明が読み取
られる点を含むある面積をもったエリアになされるた
め、周りの原稿面の拡散された反射光が二次光源となる
ためである。この二次光源の光は正規の読み取られてい
る点からセンサへ至る光路に紛れ込みレベル変動として
センサに感知される。このため全体に白い領域の中の小
さな黒領域は実際より明るく読み取られる。
【0008】例えば、図9に示すように白原稿中の黒文
字は白地の影響を受け、黒が薄くなったりエッジがなま
ったりしてくっきりとした黒文字として読み取られな
い。また、ある大きさの領域が白から黒へ(黒から白
へ)遷移する時にもそのエッジがくっきりとせず、だれ
てしまい細かい画像情報の欠落した読み取り画像とな
る。
【0009】また、読取りレベルの変動要因として、シ
ェーディング補正誤差がある。シェーディンク補正は、
読取り開始前に基準白色板を読取って記憶しておき、こ
れの逆数を各読取り信号に乗算することにより照度の不
均一を補正している。しかし、原稿の読取りは、光源点
灯後まもなく開始されるため、光源の点灯状態は非常に
不安定な状態にある。これにより、照度分布は原稿読取
り中に変動してしまい、シェーディング補正に誤差を生
じさせるという欠点がある。
【0010】
【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、原稿の持つ画像情報を損なわずに画像を入力で
きる画像読取装置を提供することを目的としてなされた
ものである。
【0011】
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、(1)
光電変換素子により原稿の濃度に応じた電気信号を画像
信号として得る画像読取装置において、読み取り原稿を
結像するための第1の結像手段と、該第1の結像手段に
より結像された読み取り原稿の濃度情報を電気信号へ変
換する第1の光電変換手段と、読み取り原稿搭載手段と
原稿を光電変換素子上に結像する結像手段との間にあっ
て、前記原稿搭載手段の直下に配置される濃度が既知で
ある補正板と、前記読み取り原稿を結像するための前記
第1の結像手段に対して副走査方向に隣接して配置され
て前記補正板の像を結像するための第2の結像手段と、
前記第1の結像手段により結像された読み取り原稿の濃
度情報を電気信号へ変換する前記第1の光電変換手段に
対して副走査方向に隣接して配置された前記第2の結像
手段により結像された前記補正板の濃度情報を電気信号
へ変換する第2の光電変換手段と、前記両光電変換手段
からの出力信号をシェーディング補正するシェーディン
グ補正手段と、シェーディング補正した後の信号に対
し、原稿側からの出力を補正板側からの出力で除算する
除算手段と、二次光源からの影響を受けないときの前記
補正板からの読み取り信号を記憶する補正信号記憶手段
と、前記除算手段からの出力に前記補正信号記憶手段か
らの出力を乗算する乗算手段とすること、或いは、
(2)光電変換素子により原稿の濃度に応じた電気信号
を画像信号として得る画像読取装置において、読み取り
原稿を結像するための第1の結像手段と、該第1の結像
手段により結像された読み取り原稿の濃度情報を電気信
号へ変換する第1の光電変換手段と、読み取り原稿搭載
手段と原稿を光電変換素子上に結像する結像手段との間
にあって、前記原稿搭載手段の直下に配置される濃度が
既知である補正板と、前記読み取り原稿を結像するため
の前記第1の結像手段に対して副走査方向に隣接して配
置されて前記補正板の像を結像するための第2の結像手
段と、前記第1の結像手段により結像された読み取り原
稿の濃度情報を電気信号へ変換する前記第1の光電変換
手段に対して副走査方向に隣接して配置された前記第2
の結像手段により結像された前記補正板の濃度情報を電
気信号へ変換する第2の光電変換手段と、前記両光電変
換手段からの出力信号に対し、原稿側からの出力を補正
板側からの出力で除算する除算手段と、二次光源からの
影響を受けないときの前記補正板からの読み取り信号を
記憶する補正信号記憶手段と、前記除算手段からの出力
に前記補正信号記憶手段からの出力を乗算する乗算手段
とすること、更には、(3)前記読み取り原稿の濃度情
報を電気信号へ変換する第1の光電変換手段と、前記補
正板の濃度情報を電気信号へ変換する第2の光電変換手
段との間に遮光手段を設けたことを特徴としたものであ
る。以下、本発明の実施例に基づいて説明する。
【0012】まず、本発明の考え方を図2(a),
(b)を用いて説明する。読み取る原稿の反射率が等し
い原稿でも、地の明るさ(周辺画像の反射率)によって
読み取られる信号のレベルが変動する。これは前述した
二次光源からの光束(以下、ストレー光と言う)による
ものである。いま、二次光源の影響を受けない理想の読
み取り特性を考えると、実際の読み取り特性との間には
ある種の比例関係が成り立っている。従って、読み取ろ
うとする画素の反射率をrとしたとき二次光源の影響を
受けない信号(理想の読み取り系からの出力信号)d0
は、次式により求めることが出来る。 d0=d・(1−(y−y0)/y)=d・y0/y (1)
【0013】このとき、yは注目画素に反射率r0の既
知の原稿を置いたときの実際の読み取り信号、y0は二
次光源の影響を受けない理想の読み取り信号であり、d
は反射率rの原稿に対する実際の読み取り信号である。
前記(1)式における(y−y0)/yは発生している
ストレー光率を示している。原稿面の読取り画素と補正
板との間でストレー光率が等しいと見なせるならば、両
者の位置における照度差や光電変換素子の感度差によら
ず前記(1)式は成立する。
【0014】図1は、本発明による原稿読取装置の一実
施例を説明するための構成図で、図中、1は原稿、2は
光源、3はコンタクトガラス、4,5はレンズアレイ、
6,7は光電変換素子、8はストレー光補正板である。
原稿読み取り用のレンズアレイ4及び光電変換素子6に
隣接して、コンタクトガラス3の下面に配置された均一
濃度を有する補正板8を読み取るレンズアレイ5及び光
電変換素子7を設け、ストレー光が発生していない時の
補正板の読み取り信号を予め求めておき、実際の読み取
り信号からストレー光成分を排除する。
【0015】レンズアレイ4は、原稿1を光電変換素子
6上に結像するためのものである。レンズアレイ5は、
原稿読み取り付近に置かれ、均一で既知の反射率を有す
る主走査方向に長い板(以下、ストレー光補正板と言
う)8を光電変換素子7上に結像するためのものであ
る。光電変換素子6からの出力信号は、図2でのdに対
応し、光電変換素子7からの出力信号はyに対応してい
る。ここで、y0に対応する二次光源がない状態(たと
えば、原稿を置かない状態)での光電変換素子8からの
出力信号をあらかじめ測定し記憶しておくならば、
(1)式を用いて二次光源の影響を受けない理想の読取
り信号を得ることが可能である。
【0016】ストレー光補正板8が読取り位置と同様の
二次光源効果を受けるためには、極力読み取り位置に近
いことが望ましいが、あまり近くなると結像面上で2信
号が互いに干渉し、正しい信号が得られなくなる。そこ
で、図3に示す実施例は、光電変換素子6,7間に遮光
板9を設置することにより干渉を防止し、常に正しい信
号を得ることができるようにしたものである。
【0017】図4は、本発明による原稿読取装置の信号
処理を説明するための回路図で、図中、10,11はC
CDセンサ、12,13はサンプルホールド回路(S&
H)、14,15はA/D変換器、16,17は補正メ
モリ、18,19はシェーディング補正回路、20は除
去回路、21は補正メモリ(y0)、22は乗算回路で
ある。
【0018】前記図1または図3に示された画像読取り
装置により得られた信号を、式(1)に従って処理を行
なう信号処理の一実施例である。光電変換素子(CCD
センサ)からの出力信号はA/D変換された後、シェー
ディング補正される。シェーディング補正されずに残っ
た理想読取りからの信号との差が、ストレー光成分であ
る。図4はこの信号に対して補正を行なった例である。
図1の光電変換素子6,7の1番目の画素からの信号d
i,yiを除算回路によりdi/yiを計算する一方、
画像読取り前にある設定された照度において測定し、メ
モリ上に記憶しておいた二次光源の影響を受けていない
信号y0との積を求め、これを原稿のi番目の画素読取
り信号出力としている。
【0019】図5は、本発明による原稿読取装置の信号
処理を説明するための他の回路図で、図中の符号は図4
と同じ符号を付してある。図6に示したように理想の読
取り特性に対して、実際の読取り特性はシェーディング
とストレー光による変動成分が加わったものである。図
4の信号処理系はシェーディング補正後の読取り特性に
対して、本発明のストレー光補正処理を行なうものであ
った。しかし、出力を変動させる成分として、シェーデ
ィングもストレー光も同じものと考えることができる。
したがって、図1で示したストレー光補正板の反射率を
シェーディング補正板のそれと等しくし、メモリ上に記
憶しておく二次光源の影響を受けていない信号y0を各
画素ごとに設定することにより、光源の変動と二次光源
による変動とを合わせて補正することができる。
【0020】これにより、図4の例で2つのCCDセン
サからの出力信号に対してそれぞれ行なっていたシェー
ディング補正を割愛することができ、信号処理回路の構
成を簡単にすることができる。さらには、本発明によれ
ばシェーディング補正を行なう基準の白色板(シェーデ
ィング補正板)を各ラインごとに読取り補正することに
なり、光源が変動し、照度分布の形状が時間的に変化す
ることによるシェーディング補正誤差が発生しない。
【0021】図7は、本発明による原稿読取装置の信号
処理を説明するための更に他の回路図で、図中、23は
ラインメモリで、その他図4と同じ作用をする部分は同
一の符号を付してある。図1または図3において、画像
読取り位置とストレー光補正板読み取り位置とは、副走
査方向に数ライン分離れているために、両者に与える二
次光源の影響も数ライン分異なっている。そこで、図7
は、図4の信号処理系のストレー光補正板からの出力信
号に対し、相当するライン分記憶し、遅延させて同一の
読み取り位置に相当するストレー光成分を画像読取り信
号から前記(1)式の方法により減ずるようにしたもの
である。
【0022】図8は、本発明による原稿読取装置の信号
処理を説明するための更に他の回路内で、図中の符号は
図7と同じ符号を付してある。読み取り位置の違いによ
るストレー光成分のずれを相当するライン分遅延させて
上記の補正を行なうように、図5の信号処理系にライン
メモリ23を追加したものである。
【0023】
【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、以下のような効果がある。(1)請求項1に対応す
る効果:原稿読取り用のレンズアレイならびに光電変換
素子に隣接して、コンタクトガラス下面に置かれた均一
濃度を持った補正板を読み取るレンズアレイならびに光
電変換素子が設置されており、ストレー光が発生してい
ないときの補正板の読取り信号をあらかじめ求めておく
ことにより、発生しているストレー光率を求めることが
でき、最終的には実際の読取り信号からストレー光の成
分を排除でき、高精度な原稿読取りが可能となる。さら
には、併設された2つの光電変換素子に入力しノイズを
発生させることを防止するので、さらに高精度な原稿読
取りが可能となる。(2)請求項2に対応する効果:請
求項1の光学配置に加え、補正板の濃度を基準の白色と
することにより、本発明による信号処理はシェーディン
グ成分の補正をも同時に行うため、シェーディング補正
手段およびシェーディンク補正用メモリを省略すること
が可能となり、信号処理回路を簡易化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による原稿読取装置の一実施例を説明す
るための構成図である。
【図2】本発明の考え方を説明するための図である。
【図3】光電変換素子間に遮光板を設けた構成図であ
る。.
【図4】本発明による原稿読取装置の信号処理を説明す
るための回路図である。
【図5】本発明による原稿読取装置の信号処理を説明す
るための他の回路図である。
【図6】実際の読取り特性と理想の読取り特性を示す図
である。
【図7】本発明による原稿読取装置の信号処理を説明す
るための更に他の回路図である。
【図8】本発明による原稿読取装置の信号処理を説明す
るための更に他の回路図である。
【図9】ストレー光発生を説明するための図である。
【符号の説明】
1 原稿 2 光源 3 コンタクトガラス 4 レンズアレイ 5 レンズアレイ 6 光電変換素子 7 光電変換素子 8 ストレー光補正板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−94257(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 1/40 - 1/409 H04N 1/46 H04N 1/60

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光電変換素子により原稿の濃度に応じた
    電気信号を画像信号として得る画像読取装置において、
    読み取り原稿を結像するための第1の結像手段と、該第
    1の結像手段により結像された読み取り原稿の濃度情報
    を電気信号へ変換する第1の光電変換手段と、読み取り
    原稿搭載手段と原稿を光電変換素子上に結像する結像手
    段との間にあって、前記原稿搭載手段の直下に配置され
    る濃度が既知である補正板と、前記読み取り原稿を結像
    するための前記第1の結像手段に対して副走査方向に隣
    接して配置されて前記補正板の像を結像するための第2
    の結像手段と、前記第1の結像手段により結像された読
    み取り原稿の濃度情報を電気信号へ変換する前記第1の
    光電変換手段に対して副走査方向に隣接して配置された
    前記第2の結像手段により結像された前記補正板の濃度
    情報を電気信号へ変換する第2の光電変換手段と、前記
    両光電変換手段からの出力信号をシェーディング補正
    るシェーディング補正手段と、シェーディング補正した
    後の信号に対し、原稿側からの出力を補正板側からの出
    力で除算する除算手段と、二次光源からの影響を受けな
    いときの前記補正板からの読み取り信号を記憶する補正
    信号記憶手段と、前記除算手段からの出力に前記補正信
    号記憶手段からの出力を乗算する乗算手段とを有するこ
    とを特徴とする画像読取装置。
  2. 【請求項2】 光電変換素子により原稿の濃度に応じた
    電気信号を画像信号として得る画像読取装置において、
    読み取り原稿を結像するための第1の結像手段と、該第
    1の結像手段により結像された読み取り原稿の濃度情報
    を電気信号へ変換する第1の光電変換手段と、読み取り
    原稿搭載手段と原稿を光電変換素子上に結像する結像手
    段との間にあって、前記原稿搭載手段の直下に配置され
    る濃度が既知である補正板と、前記読み取り原稿を結像
    するための前記第1の結像手段に対して副走査方向に隣
    接して配置されて前記補正板の像を結像するための第2
    の結像手段と、前記第1の結像手段により結像された読
    み取り原稿の濃度情報を電気信号へ変換する前記第1の
    光電変換手段に対して副走査方向に隣接して配置された
    前記第2の結像手段により結像された前記補正板の濃度
    情報を電気信号へ変換する第2の光電変換手段と、前
    両光電変換手段からの出力信号に対し、原稿側からの出
    力を補正板側からの出力で除算する除算手段と、二次光
    源からの影響を受けないときの前記補正板からの読み取
    り信号を記憶する補正信号記憶手段と、前記除算手段か
    らの出力に前記補正信号記憶手段からの出力を乗算する
    乗算手段とを有することを特徴とする画像読取装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2の画像読取装置におい
    て、前記読み取り原稿の濃度情報を電気信号へ変換する
    第1の光電変換手段と、前記補正板の濃度情報を電気信
    号へ変換する第2の光電変換手段との間に遮光手段を設
    けたことを特徴とする画像読取装置。
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