JPH01176158A - シエーデイング補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、原稿移動型のデジタルスキャナやファクシミ
リ等におけるシェーディング補正装置に関する。

従来技術 一般に、この種の画像読取り装置では、原稿からの反射
画像をＣＣＤ等の一次元光電変換素子によりライン毎に
順次読取るようにしている。ここに、一次元光電変換素
子の各読取り画素の感度や、蛍光灯などの光源の光量分
布、レンズの光量等は必ずしも一律ではなく、直接原稿
画像を読取るだけでは読取り情報に誤りを生じ得る。こ
のため、従来は各読取り画素の感度に応じてシェーディ
ング補正するようにしている。

具体的には、原稿読取り部（露光部）の圧板を白色のも
のとし、シェーディング補正データ読取り用のシェーデ
ィング補正板と、原稿読取り開始時の白レベル基準板と
、搬送される原稿に対する原稿押え板とを兼用させてい
る。この際のシェーディング補正方法は、特開昭６２−
３８６７２号公報に示されるように、シェーディング補
正時に白色のシェーディング補正板からの反射光により
ＣＣＤの主走査ラインの全画素分の読取りを行ない、こ
のデータを各画素毎にＲＡＭに格納し、シェーディング
補正データとし、実際の原稿読取り時の補正に供するよ
うにしている。例えば、シェーディング補正板の読取り
により第８図（ａ）に示すような白レベル出力を得るも
のである。

このようなシェーディング補正方法による場合であって
も、圧板（＝シェーディング補正板）が主走査ラインの
全長に渡って常に一様に白ければ、第８図（ａ）に示す
ようなほぼ平坦な出力が得られ、特に間Ｚはない。しか
るに、原稿搬送に際して例えば鉛筆書き原稿上のカーボ
ンや消しゴムのカス、その他のごみ等が圧板下面やコン
タクトガラス面上に付着し、汚れや傷を生ずることがあ
る。このように圧板ないしはコンタクトガラスに汚れや
傷を生じた場合には、濃度ムラとなり、ＣＣＤ側では光
量が低下してしまう。これにより、シェーディング補正
データ読取り時のＣＣＤ全画素の出力は第８図（ｂ）に
示す如く、汚れや傷に対応する画素部分ではア、イ、つ
で示すような出力となってしまう。これに対応するシェ
ーディング補正データは同図（Ｃ）に示すようなものと
なり、ア、イ、つに対応する画素部分では補正データが
ア′、イ′。

つ′の如く補正量の大きなものとなってしまう。

即ち、原稿読取り時に黒レベルを白に近づけるようなデ
ータとなる。この結果、第８図（Ｃ）に示すようなシェ
ーディング補正データの下に、実際の原稿画像の読取り
を行なうと、汚れや傷に対応する部分に黒い線や黒ベタ
画像があると、補正後の読取りデータは第８図（ｄ）に
示す如くなってしまう。即ち、ア“、イ“、つ“等の画
素部分で白画像として出力され、データ欠落を生ずる。

また、圧板に濃度ムラが発生していた場合にはシェーデ
ィング補正データにも同様のムラを生ずるため、地肌汚
れやハーフトーン部のムラとして画像に現われてしまう
。このように圧板の汚れや傷つき等は好ましくないもの
である。

一方、特開昭６０−１９４８７３号公報に示されるよう
に、均一な濃度の原稿をシェーディング補正データを得
るために通紙させるものもある。

しかるに、通常の原稿読取り動作前にシェーディング補
正データ読取り用としてこのような専用の原稿を通紙さ
せるのは煩わしいものである。特に、蛍光灯を光源とす
るものでは、光源の点灯直後と自己発熱で管壁温度が上
昇し終わった後とでは、長手方向（主走査方向）の輝度
分布が異なるので、シェーディング補正データの読取り
を一度だけ行なうのでは不十分であり、原稿１枚毎にシ
ェーディング補正データの読取り、即ち専用の原稿を通
紙させるのが好ましい点を考えると、かなり面倒なもの
である。また、このような原稿は汚れないように保管し
なければならない点でも煩わしいものである。

目的 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、汚れや
白色度のムラの影響の少ない状態でシェーディング補正
データを得て良好なるシェーディング補正に供すること
ができるシェーディング補正装置を得ることを目的とす
る。

構成 本発明は、上記目的を達成するため、原稿を露光域に搬
送させる速度可変の搬送装置と、この搬送装置に対する
原稿の挿入を検知する原稿センサと、露光域を搬送され
る原稿を露光する光源と、露光された原稿像をライン毎
の走査により読取り電気信号に変換する一次元光電変換
素子と、前記露光域と前記光源との間に位置して主走査
ライン方向に一端から他端へ移動自在で一様白色度を持
つ幅狭小片のシェーディング補正板と、このシェーディ
ング補正板を移動させる駆動機構とを備え、前記原稿セ
ンサにより原稿挿入が検知された時に前記光源を起動さ
せ、所定時間後に前記シェーディング補正板の移動を開
始させて前記一次元光電変換素子によりシェーディング
補正データを順次取込み、このシェーディング補正デー
タの取込み完了前には原稿先端の露光域への進入を防止
する状態に前記搬送装置による原稿搬送速度を制御する
ことを特徴とするものである。

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図に基づい
て説明する。デジタルスキャナの読取り搬送部の構成を
第２図により説明する。この読取り搬送部は原稿１を原
稿面下向きにしてセットさせる原稿テーブル２と排紙ト
レイ３との間に配置されるものである。まず、原稿テー
ブル２側より順に一対の入口搬送ローラ４と、一対のガ
イド板５と、一対の前搬送ローラ６と、一対の後搬送ロ
ーラ７とにより、速度可変の搬送装置８が構成されてい
る。ここに、搬送ローラ６．７間には蛍光灯等による光
源９の露光域となるコンタクトガラス１０と全面的に白
色の原稿圧板１１との対が設けられている。また、これ
らの搬送装置８の上方はカバー１２により覆われている
。更に、コンタクトガラス１０の下方には搬送される原
稿１からの反射光を一次元光電変換素子、例えばＣＣＤ
　１３に結像させる結像レンズ１４が設けられている。

１５はＣＣＤ取付けＰＣ板である。

また、入口搬送ローラ４より上流側には原稿センサ１６
が設けられ、ガイド板５の位置、前搬送ローラ６下流位
置にも各々原稿センサ１７，１８が設けられている。

しかして、前記コンタクトガラス１０の下部であって光
源９よりも上方の位置に配置させてシェーディング補正
板１９が設けられている。このシェーディング補正板１
９は第１図に示すように主走査方向に幅狭の小片であり
、その下面は一様白色度を持つものとされている。この
ようなシェーディング補正板１９は通常は原稿読取り幅
領域外の何れかのサイドに位置するものであり、第１図
に示すような移動機構２０により主走査方向に往復移動
自在とされている。この移動機構２０は駆動モータ２１
を駆動源とするものであり、両側板２２間に回転自在に
支持されたボールねじ２３と両側板２２間に固定され前
記ボールねじ２３に平行なガイド板２４と、シェーディ
ング補正板１９に一体的に取付けられガイドを兼ねる前
記ボールねじ２３に噛合したボールナツト２５と前記ガ
イド板２４上を転勤するコロ２６とからなる。これによ
り、駆動モータ２１によりボールねじ２３が回転駆動さ
れるとポールナツト２５を介して、シェーディング補正
板１９が主走査方向に往動又は復動することになる。ま
た、このシェーディング補正板１９の側板２２までの移
動を検知するエンド検知センサ２７，２８が両サイドに
設けられている。

このような構成において、本実施例のシェーディング補
正データ読取り動作を説明する。

次に、電気的制御系の構成を第４図のブロック図により
説明する。まず、本実施例ではＣＣＤｌ３としては７μ
ｍピッチで５０００個の読取り素子を主走査ライン上に
集積配列させてなるもの（例えば、株式会社東芝製のＴ
Ｃ１０６Ｃ）が使用され、原稿１の読取り密度は原稿面
上で１６本／Ｍとなるように設定されている。このよう
なＣＣＤ１３はＣＰＵ３０制御の下に、クロック＆りイ
ミングジエネレータ３１からの８　Ｍ　Ｈｚなる駆動ク
ロックにより駆動される。また、ライン同期信号５ＹＮ
Ｃも与えられる。二のＣＣＤ　１３からの光電変換出力
信号はＡ／Ｄコンバータ３２によりＡ／Ｄ変換される。

ここに、ＣＣＤ１３の出力レベルは約５０ｍＶと微小で
あり、直接Ａ／Ｄ変換するとノイズ等の影響で変換誤差
が大きくなってしまう。そこで、ＣＣＤ１３からの出力
はビデオアンプ３３にて約１０倍に増幅される。また、
ＣＣＤ１３には駆動クロックがノイズとして重畳されて
いるのでサンプリング回路３４を通してサンプリングす
ることにより信号成分のみを取出すようにしている。さ
らに、サンプリング回路３４からの信号はビデオアンプ
３５を通してＡ／Ｄコンバータ３２に入力されるが、こ
の際、Ａ／Ｄコンバータ３２に入力する信号の白レベル
を一定にするための可変増幅器構成のゲインコントロー
ラ３６がビデオアンプ３５に並列的に設けられている。

このゲインコントローラ３６は最低増幅度８から最高増
幅度４０まで可変し得るものである。

例えば、実際の原稿読取りスキャニングに先立ち、原稿
圧板１１の白色をＣＣＤ１３により読取り画素信号に変
換しその最大レベルがＡ／Ｄ変換の最大値（６ビツトの
場合であれば、３Ｆｎ）になるようにゲインコントロー
ラ３６の増幅度が制御されるものである。このため、ピ
ークホールド回路３７の出力がゲインコントローラ３６
に人力されている。また、前記Ａ／Ｄコンバータ３２と
しては６ビツトのものが使用され、白〜黒の信号レベル
を６４階調のデジタルデータに変換するものである。

更に、Ａ／Ｄコンバータ３２の出力側には前記ピークホ
ールド回路３７とともに、ＲＡＭ３８及びＲＯＭ３９が
接続されている。ここに、ＲＡＭ３８はシェーディング
補正データを記憶するためのものであり、圧板を読取っ
た時の１〜５０００ｐｉｘｅｌのＣＣＤ１３出力を６ビ
ツトデータとして記憶し、レンズによる周辺光量低下、
ＣＣＤ　１３の各画素の感度ムラや光源９の光量ムラを
補正するための参照データとされる。また、ＲＯＭ３９
は一種の演算器として動作するようにデータが書込まれ
ており、原稿１をスキャニングした時のＣＣＤ１３の各
画素からの出力がＲＡＭ３８内の値により補正演算され
、シェーディング補正された正規のデータとして出力さ
れるように構成されている。

また、前記ＣＰυ３０に対しては前記原稿センサ１６，
１７．１８やエンド検知センサ２７，２８からの検知信
号が取込まれる一方、光源９に対する安定器４０に点灯
信号や光量切換え信号を出力し光源９の点灯状態を制御
するとともに、駆動モータ２１や搬送装置８用の駆動モ
ータ４１の駆動制御を行なうように構成されている。こ
こに、駆動モータ２１側からはエンコーダパルス信号が
取込まれているとともにＣＰＵ３０によりこの駆動モー
タ２１の回転数が制御されることにより、シェーディン
グ補正板１９の移動速度を可変制御し得るように構成さ
れている。また、搬送装置８用の駆動モータ４１もＣＰ
Ｕ３０により制御され、前記搬送装置８による原稿搬送
速度が可変されるように構成されている。

このような構成において、原稿テーブル２上の原稿１を
搬送装置８内に挿入し、先端が原稿センサ１６により検
知されると、搬送系のモータ４１が回転駆動を開始する
とともに、光源９が起動して点灯する。そして、入口搬
送ローラ４対により原稿１の進入搬送が開始される。そ
の後、原稿センサ１７にて原稿１の先端が検知されると
、駆動モータ２１が回転を開始し、ボールねじ２３を回
転させるので、シェーディング補正板１９が右側から左
側、又は左側から右側へ移動する。即ち、露光領域外に
待機していたシェーディング補正板１９が主走査ライン
上を移動し、コンタクトガラス１０ないしは圧板１１側
に対する光路を遮りながら光源９による露光を受は得る
ことになる。この時、光源９は既に起動済みであり、光
源９からの光が移動中のシェーディング補正板１９によ
り反射され、レンズ１４を介してＣＣＤ１３の対応する
画素に投影結像される。このようなシェーディング補正
板１９の移動時にＣＣＤ１３の各画素はシェーディング
補正板１９から反射される反射光に基づきシェーディン
グ補正板のデータの読取りを順次行なうことになる。こ
の際、シェーディング補正板１９は結像位置に位置して
いないが、出出力を得るためだけであるので支障はない
。ここに、シェーディング補正板１９の移動速度は１ｍ
／秒に設定され、主走査方向の露光域全域を移動するに
は約１秒必要である。ＣＣＤ１３により読取られるシェ
ーディング補正データはＲＡＭ３８に格納されるが、常
にＡ／Ｄ変換値と比較され、より高い値が得られた時に
は入れ替えられる。シェーディング補正板１９が端部ま
で移動すると、エンド検知センサ２７又は２８により検
知され、駆動２１がオフしてシェーディング補正板１９
の移動動作が終了する。ここに、高速移動のために駆動
モータ２１のモータ軸に直結されているエンコーダから
のエンコーダパルスがカウントされて距離換算され、移
動終了手前５０＋＋＋ｍの位置で減速制御される。また
、このようなシェーディング補正板１９の移動速度は挿
入された原稿１の先端が露光域に達する前に終了するよ
うな速度に設定されている。

もつとも、シェーディング補正板１９の移動速度をこの
ような条件を満足するように設定できない場合もあるが
、この際には、ＣＰＵ３０により駆動モータ４１の回転
数を制御し、原稿１の搬送速度を露光直前までは遅くし
、Ｒ光域付近で正常の搬送速度に戻し、定速搬送による
読取りに供するようにすればよい。

シェーディング補正データの読取りが終了し、原稿１の
先端が露光域に達し、レジストセンサ（原稿センサ）１
８により検知されると、原稿１の画像の読取り動作が実
行される。このような読取り動作が原稿後端まで行なわ
れると、原稿読取りデータの送出が終了し、その後、原
稿１は排紙トレイ３上に排紙される。なお、原稿１の先
端が原稿センサ１８により検知された時点で、シェーデ
ィング補正板１９がまだ移動途中、即ちエンド検知セン
サ２７，２８の何れもがオンしていない場合には、操作
部（図示せず）にシェーディング異常なる旨の表示がな
され、オペレータに異常が知らされる。

このように、本実施例は幅狭の小片なるシェーディング
補正板１９を用い、これを主操作方向に移動させること
により、全画素骨のシェーディング補正データを得るよ
うにしているものである。

二のようなシェーディング補正板１９は白色度均一に作
り易く、濃度ムラが少なくて良好なる補正データを得る
に好ましいものとなる。ちなみに、露光域全域に渡るよ
うな大きめなシェーディング補正板を設けることも可能
であるが、このような補正板の場合には全面的に濃度ム
ラのない均一白色状態に作成することは難しく、できて
も高価なものとなってしまう。また、本実施例によれば
、シェーディング補正板１つがコンタクトガラスｌＯ・
光源９間に位置し、搬送路中に位置していない（原稿圧
板１１と兼用されていない）ので、原　　　　′稿搬送
動作等によりシェーディング補正板１９に汚れや傷を生
ずることなく、その白色度を常に維持できる。

もつとも、シェーディング補正板１９が圧板１１と異な
る位置に設定され、シェーディング補正板１９が光源９
に近いものとなっているので、圧板１１に対する光量に
比しシェーディング補正板１９に対する光量が上がる。

この結果、シェーディング補正板１９からの口出力のレ
ベルが圧板１１読込み時の口出力のレベルと異なってし
まう。

両者のレベルが異なると、全体の制御上、好ましくない
。

この点、本実施例では光源９の光量を切換え制御するこ
とにより、両者の白レベルを合せるようにしている。ま
ず、本実施例では、初期設定で、ビデオアンプ３３の出
力は０，５Ｖ、ビデオアンプ３５の出力は４■、Ａ／Ｄ
コンバータ３２の基準電圧■ＲＥＦ＝４．２■に設定さ
れている。また、画像信号のＳ／Ｎ比は増幅度が低い程
大きく、また、光量余裕度を大きくするために原稿読取
り時にビデオアンプ３５は最低倍率の８倍に設定されて
いる。広帯域のビデオアンプは増幅度を下げる、即ち１
に近づけると、負帰還量が大きくなり、発振する危険性
があるので、通常のものでは増幅度８〜１０を最低とし
ている。増幅度１のものは入手可能ではあるが、かなり
高価なものである。原稿読取り時にビデオアンプ３５の
増幅度を８倍なる最低増幅度に設定すると、しニーディ
ング補正板１９の読取り時にはＣＣＤ１３の入射光量が
２０〜３０％増えるため、ビデオアンプ３５の出力が４
．８〜５．２■になり、基準電圧ＶＲＥＦ＝４゜２ｖで
は白レベルが飽和した形でＡ／Ｄ変換される。この結果
、ＣＣＤ１３の各画素エレメントの感度ムラ、光源（蛍
光灯）９の光量ムラ等が圧縮されることになり、正確な
シェーディング補正が不可能となる。このため、本実施
例では安定器４０を利用して光源９の光量をＣＰＵ３０
により切換え制御し、シェーディング補正板１９からの
シェーディング補正データの読取り時にはＣＣＤｌ３の
出力が５０ｍＶとなるように、光源９の光量を実際の原
稿読取り時よりも２０〜３０％程度低下させるものであ
る。安定器４０は高周波インバータ型のもので、出力微
調整が可能なものであり、原稿圧板１１の読取り時と同
一の出力レベルに設定することが可能である。

なお、シェーディング補正データ読取り時と圧板読取り
時との日出力レベルを合せるため、本実施例では、光源
９の光量を切換え制御するようにしたが、この他、種々
の方式でもよい。

例えば、シェーディング補正板１９の反射率を低下させ
ることにより、圧板１１読取り時と略同−光量の光がＣ
ＣＤ１３側に反射されるようにする方式がある。第５図
において、圧板１１の反射濃度をＯ，，０７（反射率８
５％）とした場合、シェーディング補正板１９の反射率
がこれよりも２０％低い６８％となるような反射濃度０
．１７に塗装してなるものを用いればよい。これにより
、シェーディング補正板１９による反射光量は圧板１１
に比べ２０〜３０％低いものとなる。この方式によれば
、光源９の光量切換えを必要とせず、安定器４０を安価
なものとし得るものの、反面、シェーディング補正板１
９の濃度を管理する必要が生ずる。

また、圧板読取り時とシェーディング補正板読取り時で
Ａ／Ｄコンバータ３２の基準電圧Ｖ　ＲＥＦのレベルを
ＣＰＵ３０の制御により切換える方式がある。例えば、
第６図に示すようにＡ／Ｄコンバータ３２の基準電圧Ｖ
　ＲＥＦを○Ｐアンプ構成のボルテージフォロワ４２を
介して与えるものであり、ＣＰＵ３０からのＶ　ＲＥＦ
切換え信号によりトランジスタ４３をオンさせるかオフ
状態とするかにより、２段階の基準電圧Ｖ　ＲＥＦをＡ
／Ｄコンバータ３２に選択的に与えるものである。より
具体的には、シェーディング補正板読取り時にはトラン
ジスタ４３がオンされ基準電圧ＶＲＥＦは上昇し、Ａ／
Ｄコンバータ３２からの変換出力が圧板読取り時と実質
的に同一となるようにするものである。

なお、レベルは可変抵抗ＶＲにより調整し得る。

この方式は最も安易なものであるものの、実際には各メ
ーカによってＡ／Ｄコンバータの基準電圧Ｖ　ＲＥＦが
固定のものや、可変であってもその振り幅の狭いもの等
があり、全て対応し得る方式ではない。

更に、第７図に示すようにビデオアンプ３３゜３５間に
プログラマブル・アッテネータ４４を挿入し、ＣＰＵ３
０制御によりその減衰度を切換える方式がある。このア
ッテネータ４４はＯ〜３ｄＢ程度のものである。例えば
、出力電圧を２０％低下させるためにはアツテネーショ
ンＡＴＴ＝　２０Ｑｏｇ、。０．８＝−１，９４ｄＢで
あり、１．９ｄＢのアツテネーションにすればよい。こ
こで用いたプログラマブル・アッテネータ４４は０．１
ｄＢステツプで５バイト分、即ちＯ〜３．１ｄＢまで選
択できるものである。

この他、Ｓ／Ｎ比の多少の低下を無視し得る場合には、
シェーディング補正板１９の読取り時のＣＣＤ１３の出
力を５０ｍＶにし、これを圧板読取り時のＣＣＤ１３出
力の４０ｍＶと同一とするため、ビデオアンプ３５のゲ
インを１０倍とする方式がある。

効果 本発明は、上述したように露光域・光源間に設けたシェ
ーディング補正板を移動させながら補正データの読取り
を行なうようにしたので、原稿搬送等に起因してシェー
ディング補正板に汚れや傷を生ずることがなく、かつ、
幅狭小片のものであるため、その濃度ムラをもなくすこ
とができ、よって、常に良好なるシェーディング補正デ
ータを取込む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概略斜視図、第２図は
概略正面図、第３図はその一部を拡大して示す正面図、
第４図は制御系ブロック図、第５図は変形例１を示す正
面図、第６図は変形例２を示すブロック図、第７図は変
形例３を示すブロック図、第８図は従来例を示すＣＣＤ
出力、シェーディング補正データ等の特性図である。 １・・・原稿、８・・・搬送装置、９・・・光源、１０
・・・露光域、１３・・・一次元光電変換素子、１６・
・・原稿センサ、１９・・・シェーディング補正板、２
０・・・駆動機構 出　願　人　　　株式会社　　　リ　コ　一代　理　人
　　　　相　　　　木　　　　　　　明１仄・Ｎ Ｊ二 、ＪＺ　図 ｊＪ　図 ３６図 、３乙 ３７昆 （ａ） （Ｃ） 幅力旬 （ｂ） （ｄ） 幅力向

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原稿を露光域に搬送させる速度可変の搬送装置と、この
   搬送装置に対する原稿の挿入を検知する原稿センサと、
   露光域を搬送される原稿を露光する光源と、露光された
   原稿像をライン毎の走査により読取り電気信号に変換す
   る一次元光電変換素子と、前記露光域と前記光源との間
   に位置して主走査ライン方向に一端から他端へ移動自在
   で一様白色度を持つ幅狭小片のシェーディング補正板と
   、このシェーディング補正板を移動させる駆動機構とを
   備え、前記原稿センサにより原稿挿入が検知された時に
   前記光源を起動させ、所定時間後に前記シェーディング
   補正板の移動を開始させて前記一次元光電変換素子によ
   りシェーディング補正データを順次取込み、このシェー
   ディング補正データの取込み完了前には原稿先端の露光
   域への進入を防止する状態に前記搬送装置による原稿搬
   送速度を制御することを特徴とするシェーディング補正
   装置。