JPH01195768A - 画像読取装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は原稿の画像を読取ってｎ階調のデジタルデータ
信号に変換して出力する画像読取装置に関する。

［従来の技術］ 原稿に描かれた２次元画像を読取る画像読取装置は例え
ば第５図に示すように構成されている。

ケース１内に図示しないキャリアモータにて図中矢印方
向に移動制御されるキャリア２に光源３と多数の光電変
換素子が紙面と直交方向に１列に配列されてなる画像読
取センサ４とが搭載されている。そして透明ガラスで構
成された原稿読取台５上に原稿６をド向きに置いてスタ
ートキーを押すと、キャリア３が矢印方向に等速度で移
動し、原稿６の図中矢印で示す縦方向に微少距離移動す
る度に画像読取センサ４から第６図に示すような１ライ
ン分のビデオ信号か出力される。

画像読取センサ４から出力されたアナログのビデオ信号
は多値化回路７でもってｎ階調のデジタルデータ信号に
変換されて外部のホストコンピュータ等の情報処理装置
へ送出される。なお、簡単な画像読取装置においては、
多値化回路７の代りに２値化回路を用い、ビデオ信号を
２値化デ一タ信号に変換するのみの場合もある。

このように読取ったビデオ信号を多値化する画像読取装
置においては、光源３の原稿６を照射する場合における
計時変化に起因する照度変動１画像読取センサ４の各光
電変換素子の特性変化、このビデオ信号を増幅する増幅
器の増幅率変動、同じく増幅器の零点変動等に起因して
、多値化回路７へ入力されるビデオ信号の信号レベルが
大きく変動する。ビデオ信号の信号レベルが大きく変動
すると、このビデオ信号を多値化する場合における各ス
ライスレベルの設定が困難になる。

このような不都合を解消するために、ケース１の内面に
白く塗装された基準白部材８を取付け、第６図に示すよ
うに、カバー９を閉じて光源３を消灯した場合の画像読
取センサ４のビデオ信号の信号レベルに一定の規定レベ
ルを加算したレベルを基準黒レベルＶｂｒとし、光源３
を点灯して基準白部材８を画像読取センサ４で読取った
場合のビデオ信号の信号レベルを基準白レベルｖｖｒと
する。

そして、基準黒レベルＶｂｒから基準白レベルｖｖｒを
差引いたＪ、！−＊レベル差（Ｖｂｒ−Ｖｖｒ）をｎ等
分して前述した各スライスレベルを得るようにしている
。したがって、原稿６を読んで得られたビデオ信号は基
僧黒レベルＶｂｒと基準白レベルＶｖｒとの間に入るの
で、正しく多値化データに変換できる。

このような画像読取装置において、原稿６を明るく読む
場合には、第７図の（Ａ）に示すように、基準黒レベル
Ｖｔ＋ｒおよび基準白レベルＶν「を上方へ移動させる
。逆に原稿６を暗く読む場合は、同図の（Ｃ）に示すよ
うに基弗黒レベルＶｂｒおよび基準白レベルｖｖｒを下
方へ移動させる。このように基準黒レベルＶｂｒと基弗
黒レベルｖｖｒを移動させることによって操作者は原稿
６の画像を任意の読取明度で読取ることが可能となる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来の画像読取装置においても
まだ次のような課題があった。すなわち、一般に、ｎ等
分された各スライスレベル値は多値化回路７に設定され
るので、基準レベル差（Ｖｂｒ−Ｖ　ｖｒ）の値は常に
一定値であるのが望ましい。

そして、基準レベルＶｂｒは測定された基準黒の読取レ
ベルに対して規定レベルだけ上方のレベル値になるよう
に、可変抵抗等でその都度マニアル操作によって調整し
ていた。さらに、基準白の読取レベルを調べ、基僧黒レ
ベルＶｂｒとのレベル差が前述した基準レベル差（Ｖｂ
ｒ−Ｖｗｒ）になるようにビデオ信号の増幅率を可変抵
抗等によってマニアル調整していた。

このように、基準黒レベルＶｂｒと基準白レベルＶｖｒ
との関係を常に予め定められた所定関係に維持するため
には、頻繁に前述した可変抵抗のマニアル操作によって
各レベルを再調整する必要がある。

また、調整時においては、第６図に示した各レベルのａ
ｐ＋定を別途測定装置を用いて実施する必要があった。

このように、従来の画像読取装置においては、各基準レ
ベルをマニアル操作によって調整していたので、調整に
多大の労力と時間を必要とした。

したがって、定期的に行なうべき点検調整の実施間隔が
長くなり、常に正しいデータが得られなくなる懸念があ
る。

本発明は、各基準レベルの調整をソフト的手段を用いて
自動的に実行でき、調整作業の作業時間を大幅に短縮で
き、常時最良の状態で原稿をｎ階調のデジタルデータ信
号に変換できる画像読取装置を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、複数の光電変換素子を配列してなる画像読取
センサから出力された原稿画像に対応するビデオ信号の
信号レベルを、基準黒レベルから基準白レベルまでの基
準レベル差をｎ等分した場合の各スライスレベルと比較
して、ｎｌＪｒｉＭのデジタルデータ信号に変換して出
力するとともに、基準黒レベルおよび基準白レベルを変
更することにより、原稿を明るく読むか暗く読むかの読
取明度を選択設定する画像読取装置において、基準黒レ
ベルと画像読取センサにて実際に読取られた画像の読取
レベルとの差レベルを出力するピーク検出向路と、画像
読取センサで基準黒を読取ったときのピーク検出回路の
差レベルが予め設定された規定差レベルになるように基
準黒レベルを調整する基準黒レベル設定手段と、画像読
取センサが基準白を読取ったときのピーク検出回路の差
レベルが基準レベル差に一致するようにビデオ信号の増
幅回路における増幅率を調整する増幅率調整手段と、こ
の増幅率調整手段にて調整された後の画像読取センサの
読取レベルを基僧白レベルと設定する基準白レベル設定
手段とを備えたものである。

［作用コ このように構成された画像読取装置であれば、まず最初
に、基準黒レベルを適当な小さい初期値に設定したのち
、例えばカバーを閉じて光源を消灯すると、画像読取セ
ンサは基°準焦を読取ることになり、ピーク検出回路か
ら基準黒レベルから基準黒の読取レベルを差引いた差レ
ベルが出力される。そして、この差レベルが規定差レベ
ルになるまで、前記基準黒レベルを上昇させる。差レベ
ルが規定差レベルに一致した時の基準黒レベルが正しい
基準黒レベルとなる。

一方、基準白レベルを設定する場合は、ビデオ信号の増
幅回路の増幅率を最低値に初期設定したのち、例えば光
源を点灯して画像読取センサにて基準白部材を読取る。

するとピーク検出回路から正しく設定済みの基準黒レベ
ルから基準白の読取レベルを差引いた差レベルが出力さ
れる。そして、この差レベルが基準レベル差になるまで
、前記増幅器の増幅率を上昇させる。差レベルが基準レ
ベル差に一致した時の基準白の読取レベルが正しい基準
白レベルとなる。また、そのときの増幅率が正しい増幅
率となる。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は実施例の画像読取装置を示すブロック図である
。光源３１画像読取センサ４．基準白部材８．原稿６等
の機械的配置は第５図とほぼ同一である。

蛍光灯からなる光源２から出力された光は原稿６で反射
されて画像読取センサ４に入力される。

画像読取センサ４はセンサ駆動回路１１からの制御によ
って、前記キャリア２が微少移動する度に、原稿６にお
ける横１ライン分のアナログのビデオ信号を出力する。

出力されたビデオ信号は増幅回路としてのＡＧＣ（、オ
ートゲインコントロール）回路１２で増幅され、サンプ
ルホールド回路１３でクロック信号成分が除去され信号
成分のみが取出される。なお、このサンプルホールド回
路１３には、バイアス設定回路１４からバイアス電圧Ｖ
ｅｂが入力されており、サンプルホールド回路１３から
出力されるビデオ信号には第６図に示すようにバイアス
電圧Ｖｃｂが重畳されている。

サンプルホールド回路１３から出力されたビデオ信号は
Ａ／Ｄ変換回路１５へ入力される。このＡ／Ｄ変換回路
１５は、図示するようにｎ個の電圧比較器で構成されて
おり、基準黒レベル設定回路１６から出力されたアナロ
グの基準黒レベルＶｂｒ、および基準白レベル設定角Ｄ
／Ａ変換回路１７から出力されたアナログの基準白レベ
ルＶＷｒが人力される。そして、Ａ／Ｄ変換回路１５は
、人力した基準黒レベルＶｂｒを上限に、基準白レベル
Ｖｖｒを下限としてその差レベル（Ｖ　ｂｒ　−Ｂ　ｖ
ｒ）をｎ等分した各スライスレベル値が各電圧比較器の
基準電圧として人力される。そして、各電圧比較器の信
号入力端には前記ビデオ信号が人力される。したがって
、このＡ／Ｄ変換回路１５へ入力されたビデオ信号はｎ
階調（ｎビット）のデジタルデータに変換されてデータ
メモリ１８に−旦格納される。このデータメモリ１８に
格納されたデジタルデータはデータバス１つを介してＣ
ＰＵ（中央処理装置）２０にて読出されて、図示しない
インターフェースを介して原稿画像に対するデジタルデ
ータ１≦号として外部のホストコンピュータへ送出され
る。

また、このＣＰＵ２０にはデータバス１つを介して制御
プログラム等の固定データを記憶するＲ　ＯＭ　２１お
よび各種可変データを記憶するＲＡＭ２２が接続され、
さらに、データバス１９を介して前記ＡＧＣ回路１２．
基桑黒レベル設定回路１６ヘアナログの基準電圧を送出
するＤ／Ａ変換回路２３および基準白レベル設定用Ｄ／
Ａ変換回路１７へ各データ値を印加して各回路を駆動制
御する。さらに、データバス１つを介してピーク検出回
路２４にて得られた差レベル（ピーク値Ｖｐ）を読取る
。

このピーク検出回路２４にはサンプルホールド回路１３
から出力されたビデオ信号および基準黒レベル設定回路
１６から出力された基準黒レベルＶｂｒが入力され、基
僧黒レベルＶｂｒからビデオ信号の読取レベルを差引い
たレベルの最大値を差レベルとして、この差レベルをデ
ジタル値に変換してデータバス１つへ出力する。

前記Ｄ／Ａ変換回路２３および基準白レベル設定用Ｄ／
Ａ変換回路１７はそれぞれアナログの出力電圧値の設定
可能数に対応したタップを有しており、ＣＰＵ２０はそ
のタップＮαを指定することによって、目標とするアナ
ログの電圧を出力させることがｉ＋Ｊ能となる。

また、前記ＲＯＭ２１内には第４図に示す各固定データ
が記憶されている。すなわち、前記基章黒レベルＶｂｒ
および基準白レベルＶｌ／ｒが第３図（ｂ）に示すよう
に最終的に正しい値に設定された場合におけるｕ　ｌｔ
黒レしルＶｅｒから基章黒を読んだ場合におけるビデオ
信号の読取レベル（最終的にバイアス設定回路１４のバ
イアス電圧Ｖｅｂで示される）Ｖｃｂを差引いた規定差
レベルＶｃｏｍｌ、基準黒レベルＶＬ＋ｒから基準白レ
ベルＶＷｒを差引いた基準レベル差Ｖ　ｃｏｍ２、正し
い基準レベル差 Ｖｂｒ１９までの１９種類の１００ｍＶ間隔に設定され
た各基Ｌ＄黒レベルの値ＶｂｒｎＳＤ／Ａ変換回路２３
の各タップを１タップ分変更した場合における各電圧変
化Ｊ：；ｉ　Ｖ　ａＯ，Ｖ　ａｌ、・・・ｖ　ａｎ、・
・・が格納されている。

また、ＲＡＭ２２内には、第４図に示すように、基準黒
レベルＶｂｒの設定動作時に、ピーク検出回路２４から
出力される差レベルを示すピーク値Ｖｐが前記規定差レ
ベルＶｃｏｒａｌに一致した場合におけるＤ／Ａ変換回
路２３のタップＮαを示すＤ　ｔａｐを３ｔ　ｔｊ４．
する。すなわち、このタップ慮Ｄ　ｒａｐはｊ１ｊ安デ
ータである。

なお、実施例においては、上記各データは図示するよう
に１＋ｎｍＶが１のデータとして記憶されている。例え
ば、基準レベル差Ｖ　ｃｏｍ２は５ｖであり、規定差レ
ベルＶ　ｃｏｍｌは０．１５Ｖである。そして、基準黒
レベルＶｂｒは３Ｖから４．９Ｖまで０．Ｉ　Ｖ刻みで
設定された６値Ｖ　ｂｒｎから一つが選択設定される。

このような回路構成において、装置の電源が投入される
と、前記ＣＰＵ２０は第２図の流れ図に従って、基僧黒
レベルＶｂｒおよび基準白レベルＶｖｒの設定処理を実
行するようにプログラム構成されている。

流れ図が開始されると、カバーが閉じられ、キャリア２
が外光の影響のない位置まで移動して、光源３を消灯す
る。次に、データバス１９を介してＡＧＣ回路１２の増
幅率を最低値に設定する。

そして、ＰｌにてＡ／Ｄ変換回路２３を介して基準黒レ
ベル設定回路１６に設定すべき設定すべき基準黒レベル
Ｖｂｒの値を、第３図（ａ）に示すように前記バイアス
設定回路１４から出力されるバイアス電圧Ｖｅｂより充
分小さい値に初期設定する。

具体的には、Ａ／Ｄ変換回路２３の指定タップＮｃＤｔ
ａｐを充分小さな値とする。

その後、Ｐ２にてピーク検出回路２４から出力される差
レベルで示されるデジタル化されたピーク値Ｖｐを読取
る。ピーク値Ｖｐは基準黒レベル設定回路１６から出力
された先の基弗黒レベルＶｂｒとビデオ信号のピークま
での差レベルで求められるが、この時点においては、Ａ
ＧＣ回路１２の増幅率は最低に設定されているので、実
際には基準黒レベルＶｂｒとバイアス電圧Ｖｃｂとの差
レベルを求めることになる。

Ｐ３にて、ＲＯＭ２１の規定差レベルＶｃｏａ＋１を読
出して、先のピーク値Ｖｐと比較する。最初は第３図（
ａ）に示すように基準黒レベルＶｂｒがバイアス電圧Ｖ
ｃｂより小さいのでピーク値Ｖｐは（−）値であるので
、Ｐ４にてピーク値ｖｐが規定差レベルＶｃｏｍｌより
大きくなることはない。よって、Ｐ５にて基準黒レベル
Ｖｂｒの設定値をΔＶｂｒだけ上昇させる。すなわち、
Ｄ／Ａ変換回路２３の指定タップＮαＤ　ｔｑ＋）を１
だけ増加する。

そして、Ｐ２へ戻り、ピーク検出回路２４のピーク値Ｖ
ｐを読取る。そして、再び規定差レベルＶｃｏｍｌと比
較する。

Ｐ５にて基準黒レベルＶｂｒを徐々に上昇させ、すなわ
ち、Ｄ／Ａ変換回路２３のタップＮＱＤｔａｐの値を順
次増加していき、基準黒レベル設定回路１６から出力さ
れるアナログの基準黒レベルＶｂｒがバイアス電圧Ｖｅ
ｂを越えて、Ｐ４にてその差レベルで示されるピーク値
Ｖｐが前記規定差レベルＶ　ｃｏｍｌに達すると、Ｐ６
にてその時点におけるＤ／Ａ変換回路２３における指定
タップＮＱＤＬａｐを読取り、ＲＡＭに格納する。そし
て、Ｐ７にて、そのタップＮαＤ　ｔａｐを用いて実際
の読取り時に使用する正しい基準黒レベルＶｂｒを演算
する。

次に、このＤ　ｔａｐおよび第４図のＲＯＭに設定され
た各定数Ｖｃｏｏ＋１（規定差レベル）　、　　Ｖｃｏ
Ｉ１１２（基学レベル差）　、　Ｖｖｒｌ　〜Ｖｂｒ１
９．　ＶｄａＯ〜Ｖ　ｄａｎ・・・を用いて正しい基準
黒レベルＶｂｒを算出する手順を説明する。

まず、この時点でのピーク検出回路２４のピーク値Ｖｐ
を便宜上第４図の７！■レベル差Ｖ　ｃｏｉ２とする。

また、この時点におけるＤ／Ａ変換回路２３のタップＮ
ｎＤｔａｐより、１タップ分だけ電位を下げた場合の電
圧変化ｆｆ１Ｖｄａｎを第４図のＶ　ｄａｏ〜Ｖｄａｎ
、・・・から求める。そして、この値Ｖ　ｄａｎを前記
基準レベル差Ｖ　ｃｏｎ＋２より減算し、読取明度から
決まる希望する基準黒レベルＶｂｒの値Ｖ　ｂｒｎと比
較して、減算結果がＶ　ｂｒｎより小さければ、このと
きのＤ　ｔａｐの値が希望する（正しい）基準黒レベル
Ｖｂｒとなる。もし、減算結果がＶ　ｂｒｎより大きけ
ればタップＮｎＤｔａｐから１を減算し、この値を参照
に再び電圧変化１Ｖｄａｎを求め、基準レベル差Ｖ　ｃ
ｏｍ２から減算し、減算結果がＶ　Ｌ＋ｒｎより小さく
なるまで、演算を繰返す。そして、最終的に測定子に使
用する正しい基準黒レベルＶｂｒを求める。

上述した２１黒レベルＶｂｒの算出処理を第７図に示し
たＡ、Ｂ、Ｃの読取明度の設定数だけ実行して、各読取
明度における基準黒レベルＶｂｒを算出し、この基準黒
レベレＶｂｒに対応するＤ／Ａ変換回路２３に指定すべ
きタップ鳩を求める。

第２図のＰ７にて、実際の測定に使用する基準黒レベル
Ｖｂｒおよびそれに対応するＤ／Ａ変換回路２３のタッ
プＮＱＤｔａｐが求まると、それをＲＡＭに格納する。

そして、次にＡＧＣ回路１２の増幅率の調整による基準
白レベルＶＷｒの設定処理を開始する。

まず、Ｐ８にて、キャリア２を基準白部材８の取付は位
置まで移動させて光源３を点灯する。そして、ピーク検
出回路２４から出力されるピークｆＵ　Ｖ　ｌ）　％す
なわち基僧黒レベル設定回路１６から出力された１Ｊ！
１整済みの正しい基準黒レベルＶｂｒがらサンプルホー
ルド回路１３から出力されたビデオ信号の読取レベルで
示される基準白レベルｖｗｒとの差レベルをデジタル値
で読取る。そして、ＰＩＯにて読取ったピーク値Ｖｐが
第４図に示す基準レベル差Ｖ　ｃｏｍ２に達していなけ
れば、ｐＨにてＡＧＣ回路１２の増幅率を微少量だけ増
加する。そして、再びＰＩＯにてピーク値Ｖｐと基準レ
ベルＭ　Ｃｅｏｍ２と比較する。Ｐｌｏにて一致すれば
、ｐ１２にて実際の読取時に使用する（正しい）基準白
レベルＶＷｒを演算する。すなわち、基章白しベル設定
用り／Ａ変換回路１７に対するタップＮαを求めて、Ｒ
ＡＭに設定する。同時に、この状態におけるＡＧＣ回路
１２に印加している増幅率を設定するためのタップＮα
を読取り、ＲＡＭに設定する。

以上の処理により、基準黒レベルＶｂｒ、基準自レベル
Ｖνｒおよびビデオ信号のＡＧＣ回路１２における増幅
率１規整が終了すると、Ｐ１３以降にて実際の原稿に対
する読取処理を開始する。すなわち、実際の原稿読取時
においては、先にＲＡＭに設定された基阜黒レベルＶｂ
ｒに対応するタップ慮をＤ／Ａ変換回路２３に設定して
基僧黒レベル設定回路１６からＡ／Ｄ変換回路１５に対
してアナログの基り黒レベルＶｂｒを印加し、同じ（Ｒ
ＡＭに設定された基準白レベルＶＷｒに対応するタップ
Ｎｏを基零白しベル設定用り／Ａ変換回路１７に設定し
てこの基■白レベル設定用回路１７からＡ／Ｄ変換回路
１５に対してアナログの基準白レベルＶｗｒを印加する
。さらに、ＡＧＣ回路１２に対してもＲＡＭに記憶され
たタップＮαを設定して所望の増幅率に制御する。

このように構成された画像入力装置によれば、装置の電
源を投入すると、第２図の流れ図に従って、基準黒レベ
ルＶ　Ｖｒ、基準白レベルＶ　ｖ　ｒ　％およびＡＧＣ
回路１２の増幅率がＲＯＭに記憶されている規定差レベ
ルＶ　ｃｏｎｌ、基準レベル差ｖＣＯＩ０２および各固
定データＶｂ’ｒｎ　、　Ｖｄａｎを用いて自動的に最
適値に設定される。

したがって、従来装置のように、基準黒レベルと基準白
レベルとの相対関係を一定に維持しながら、基準黒レベ
ルのレベル値設定とビデオ信号の増幅率設定とを例えば
可変抵抗等を利用してマニアルで最適値に調整する作業
が省略できる。その結果、常時最良の状態で原稿を読取
ることが可能となる。

［発明の効！、！］ 以上説明したように本発明の画像読取装置によれば、各
基準レベルの調整をソフト的手段を用いて自動的に実行
している。よって、調整作業の作業時間を大幅に短縮で
き、常時最良の状態で原稿をｎ階調のデジタルデータ信
号に変換できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の一実施例に係わる画像読取
装置を示すものであり、第１図はブロック構成図、第２
図は動作を示す流れ図、第３図は各信号レベルを示す図
、第４図は記憶部に記憶された各データを示す図、第５
図は一般的な画像読取装置を示す断面模式図、第６図お
よび第７図は一般的な各（４号レベルの相対関係を示す
図である。 ２・・・キャリア、３・・・光源、４・・・画像読取セ
ンサ、６・・・原稿、１２・・・ＡＧＣ回路、１３・・
・サンプルホールド回路、１４・・・バイアス設定回路
、１５・・・Ａ／Ｄ変換回路、１６・・・基準黒レベル
設定回路、１７・・・基準白レベル設定用Ｄ／Ａ変換回
路、１９・・・データバス、２０・・・ＣＰＵ、２３・
・・Ｄ／Ａ変換回路、２４・・・ピーク検出回路。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 電源投入時 （ａ） 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の光電変換素子を配列してなる画像読取センサから
   出力された原稿画像に対応するビデオ信号の信号レベル
   を、基準黒レベルから基準白レベルまでの基準レベル差
   をｎ等分した場合の各スライスレベルと比較して、ｎ階
   調のデジタルデータ信号に変換して出力するとともに、
   前記基準黒レベルおよび基準白レベルを変更することに
   より、前記原稿を明るく読むか暗く読むかの読取明度を
   選択設定する画像読取装置において、前記基準黒レベル
   と前記画像読取センサにて実際に読取られた画像の読取
   レベルとの差レベルを出力するピーク検出回路と、前記
   画像読取センサで基準黒を読取ったときの前記ピーク検
   出回路の差レベルが予め設定された規定差レベルになる
   ように前記基準黒レベルを調整する基準黒レベル設定手
   段と、前記画像読取センサが基準白を読取ったときの前
   記ピーク検出回路の差レベルが前記基準レベル差に一致
   するように前記ビデオ信号の増幅回路における増幅率を
   調整する増幅率調整手段と、この増幅率調整手段にて調
   整された後の前記画像読取センサの読取レベルを前記基
   準白レベルと設定する基準白レベル設定手段とを備えた
   ことを特徴とする画像読取装置。