JPH02214259A - 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】 （イ）　東上の利用分野 本発明は、原稿上の画像を読み取る画像読取装置に関す
るもので、特に、光電変換素子を一次元方向に配列した
いわゆる一次元イメージセンサにて読み取った光学的画
像信号をデジタルの２値画信号に変換出力する画像読取
装置に関する。

（ロ）従来の技術 ＣＣＤ　（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃ
ｅ）等のような光電変換素子を一直線上に配列したいわ
ゆる一次元イメージセンサを使用して画像を光学的に読
み取り、これをある閾値にて白・黒二種類の信号を表す
デジタル画信号に変換出力し、２値画信号或いはデイザ
法等による疑似中間調画信号を得る画像読取装置が広く
利用されている。このような画像読取装置の用途として
はファクシミリ装置、電子ファイリング装置などが代表
的である。

このような画像読取装置においては光源として螢光灯が
よく用いられる。しかし、螢光灯は温度による光量変化
が大きく、周囲温度や点灯後の経過時間により光量が変
化してしまう。このため、中間調の読み取りやカラー読
み取りなど高精度な読み取りを行う場合、光量制御を行
うか、イメージセンサの増幅器の利得を自動制御するこ
とが必要となる。

自動利得制御の方法としては、原稿のバックグランド（
白地）を読み取っているとき、あるいは原稿の手前（読
み取り領域の前方）に配置された白基準面を読み取って
いるときに自動利得制御を行う方式が一般的である。例
えば、特開昭５８−１６６８７６号公報参照。

（ハ）発明が解決しようとする課題 原稿のバックグランド（原稿地色）で自動利得制御を行
う方法では、原稿の端部等にバックグランドだけの領域
が必要となる。又、写真など中間調処理をするものには
適さない文字あるいは図形等の２値化処理だけに適用可
能である。

一方、現行の手前に配置された白基準面の読み取り時に
自動利得制御を行う方法では原稿−枚を読み取る間の螢
光灯の光量の変動には追従できず、高精度な読取りがで
きない。

本発明はこのような欠点を除去するためになされたもの
で、一次元イメージセンサからの画信号出力が光源の光
量変化による影響を受けないようにして、高精度な画像
読み取りを可能にしようとするものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、光源と、一次元イメージセンサと、該光源か
らの光を原稿に照射しその反射光をレンズを通して一次
元イメージセンサに付与する光路と、前記一次元イメー
ジセンサからの画信号を受ける自動利得制御回路とを備
える画像読取装置において、前記光源からの光を原稿を
経由せずに受ける光電変換部を備え、該光電変換部の出
力を前記自動利得制御回路に、前記光源の光量の変動分
による前記一次元イメージセンサの出力変動を抑制する
ように付与することを特徴とするものである。また、本
発明の画像読取装置では、前記光電変換部は、前記一次
元イメージセンサの延長線上に配設されており、前記光
源からの光を前記レンズを通して受けるように構成され
ていること、更には、前記自動利得制御回路は、上記画
信号のピークレベルの増幅値と所定レベルとを比較し、
比較結果に応じてアップダウンカウンタをアップ又はダ
ウンカウントさせ、そのカウント数に基づき画信号のピ
ークレベルを所定レベルとなすように構成されており、
さらに、画信号の出力域外で、前記光電変換部からの出
力信号を受け、該出力信号を上記ピークレベルに設定し
てなることを特徴とするものである。

（ホ）作用 光源の光量の変化分は、光電変換部によって出力された
出力信号を自動利得制御回路に付与することによって、
該変化分による画像信号の出力変化を生じさせないよう
に作用する。光電変換部への入力光を上記レンズを通し
て受けるようにすることによって、該レンズの特性によ
る画像信号の変動要因をも除去することができる。自動
利得制御回路は、光電変換部からの出力信号を受けて、
上記各変動分による画像信号の変動を抑制するように動
作する。その結果、本発明の画像読取装置は、原稿を高
精度に読み取ることができる。

（へ）実施例 以下本発明をその実施例を示す図面によって詳述する。

第１図は本発明に係る画像信号読取装置の主要部構成の
平面図で、第２図は同装置の主要部構成の側面図である
。図において、１はスキャナ本体、２は原稿を載せるガ
ラス台、３は原稿である。４は光学ユニ°ットで、螢光
灯などの光源５、ミラー６、レンズ７、ＣＣＤよりなる
一次元イメージセンサ８を含み、原稿読み取り時、副走
置方向９に移動できるように構成されている。１０は白
色板で、ガラス台２の下側に配置され、光学ユニットに
固定されている。白色板の主走査方向の位置は、平面図
に示すように原稿読み取り領域外に設定されている。

光電変換部１１は一次元イメージセンサ８の延長線上に
配置されており、実施例では上記ＣＣＤとして原稿読み
取り幅より若干長いものを用いることによって、白色板
９からの反射光をこのＣＣＤの端部で受けるようにして
いる。なお、１２はシェーディング補正用白基準面であ
る。

以上のような構成にすることによって、原稿読み取りの
ため光学ユニットが原稿の副走査方向に移動する全期間
にわたって、螢光灯５の光の一部は原稿の領域外（走査
開始点の前方）に配置されている白色板１０に常に照射
され、その反射光が原稿を経由せずに、ミラー６、レン
ズ７を通って、ＣＣＤの端部に導かれることになる。そ
して、このＣＣＤの端部の出力信号は原稿の主走査方向
の走査回毎に、画像信号とは独立に取り出される。この
ＣＣＤの出力信号を自動利得制御回路に付与して、その
利得を制御することによって、原稿を読み取る間、継続
して安定した画信号出力を得ることが出来る。

第３図は充電変換部と一次元イメージセンサの一走査回
（主走査方向）の出力波形図である。第３図ａにおいて
、区間１３は白色板９からの反射によるもの、区間１４
は原稿の画情報である。また、第３図すは、区間１３か
ら抽出されるピークレベル制御用信号を示している。

第４図は本発明に係る画像読取装置のブロック図である
。図において、演算増幅器２１の正入力端子には原稿を
読み取る一次元イメージセンサであるＣＣＤからの画信
号が入力されていて、演算増幅器２１から抵抗Ｒ５を介
して入力電流ＡがマルチプライングＤ／Ａコンバータ（
以下Ｄ／Ａコンバータという）２２に入力されている。

増幅器２１の負入力端子と出力端子間には可変抵抗器Ｖ
Ｒが接続されている。Ｄハコンバータ２２は乗算機能を
有しており、端子Ｂ、、Ｂ、・・・Ｂ。

が全て「１」即ち６３であると、入力電流Ａと出力電流
Ｘが等しくなり、全てが「０」であると出力電流Ｘは零
なる。

即ち、Ｄハコンバ〜り２２の人、出力電流Ａ。

Ｘの関係は端子Ｂ、、Ｂ、・・・Ｂ、の値をＢとすると
、 となる。このＤ／Ａコンバータ２２の出力電流Ｘは、増
幅器２３に入力されており、ここで電圧に変換される。

増幅器２３の負入力端子と出力端子との間には抵抗ＲＶ
が接続され、正入力端子は接地されている。この増幅器
２３の出力電圧はＡ／Ｄコンバータ２５に入力されてい
る。

そして、前記Ｄ／Ａコンバータ２２は設定値Ｂが６３の
場合はＸ＝Ａとなるから、このときの増幅器２１と２３
の出力比は１：ＲＶＸＸとなる。ここで、例えば増幅器
２１の出力電圧を５ｖとし、抵抗Ｒ５を２．５にΩとす
るとＤ／Ａコンバータ２２の入力電流Ａは２ｍＡとなる
。一方、抵抗ＲＶを１０にΩとすると、Ｂ＝６３のとき
Ｄ／Ａコンバータ２２の出力電流Ｘは２ｍＡであるから
増幅器２３の出力電圧は２０Ｖとなり、増幅器２１と２
３の出力比は１：４となる。したがって増幅器２１の出
力電圧が１．２５Ｖとなっても、Ａ／Ｄコンバータ２５
の入力電圧は５■になるよう構成されている。また増幅
器２１の出力は、第１図の白色板１０と同一色の調整用
白色板をガラス台２に置いて読み取った場合にピーク値
が５■となるように可変抵抗器ｖＲにより設定されてい
る。一方、第３図に示す白色板の読み取りレベルは、調
整用白色板を読み取った場合、ＣＣＤからの出力信号の
ピーク値と、白色板１０の読み取りレベルの比率はシェ
ーディング特性によって決まり常に一定である。したが
って、白色板１０の読み取りレベルを自動利得制御する
ことにより、画信号の読み取りレベルの自動利得制御を
行うことができる。

前記Ａ／Ｄコンバータ２５は入力された画信号を画信号
のビットレートに対応したピットクロック信号ＢＣＫに
同期してＡ、、Ａ、・・・Ａ、の６ビツトのデジタル画
信号に変換し、そのデジタル画信号をピークホールド回
路２６及びシェーディング補正回路２９に入力している
。ピークホールド回路２６は走査位置が１ラインの端部
に位置する白色板ｌＯの反射光信号を出力する間にハイ
レベルとなる第３図すに示すＰＡＰＷ信号が入力される
と、その信号が存在する期間内のデジタル画信号をピッ
トクロック信号ＢＣＫをタイミング信号として読込み、
ピーク値をホールドして第１のマグニチュードコンパレ
ータ７に入力する。また第５図に示すようにピークホー
ルド回路２６は１ラインの走査に関連して発せられるＴ
Ｈ倍信号遅延して発せられるＤＴＨ信号が与えられると
リセットされる。

第１のマグニチュードコンパレータ２７は入力された信
号のピーク値と、プリセットスイッチ２８により設定さ
れた値とを比較する。プリセットスイッチ２８の設定値
は収束されるべき白色板ＩＯの反射信号のピークレベル
であり、例えば調整用白色板を読み取ったときの両信号
のピークレベルをＡ／Ｄコンバータ出力の最大値６３よ
り若干低い６０とする場合、白色板１０の反射光信号の
収束すべきピークレベルを４８　（６０Ｘ０．８）とす
る。ここで、４８は、前述の如＜　ＣＣＤ出力のピーク
値と白色板ｌＯの読み取りレベルの比率が一定であるこ
とから、この比率が１＝０．８となる場合の値である。

そしてピークホールド回路２６から入力された値が大（
又は小）である場合はハイ（又はロー）の信号をアップ
ダウンカウンタ２４のモード切換端子Ｕ／Ｄに与え、こ
れをアップ（ダウン）カウントモードにする。アップダ
ウンカウンタ２４にはピークホールド回路２６から入力
されたピーク値とプリセットスイッチ２８の設定値とが
等しくない場合に第１のマグニチュードコンパレータ２
７が出力するハイレベルの信号がイネーブル信号ＥＮと
して入力されており、マグニチュードコンパレータ２７
の比較結果が等しいときにはアップダウンカウンタ２４
はカウント動作をしない。またｌラインの走査に同期し
たＴ）ｌ信号が計数対象として入力されている。Ｔｌｌ
信号が入力される都度、その時点のアップ又はダウンの
カウントモードでカウント動作をし、その出力信号がＤ
／Ａコンバータ２２の端子Ｂ＊、Ｂ＋　・・・Ｂ、に入
力されるようになっている。

また、アップダウンカウンタのプリセットデータ入力端
子には、プリセットスイッチ２８に設定されている収束
すべきレベルの数値４８の１八である１２が図示しない
制御回路からロードされる。

ロード信号ＣＮＴ−ＬＤがアップダウンカウンタ２４に
入力されると、アップダウンカウンタ２４はそのプリセ
ットデータを読込みＤ／Ａコンバータ２２の端子Ｂ、、
Ｂ、・・・Ｂ１に入力する。

前記Ａ／Ｄコンバータ２５の出力信号はシェーディング
補正回路２９にも入力されており、シェーディング補正
回路２９は原稿を照明する光源の照度の不均一性及び使
用レンズの特性により生じる歪を補正する。そしてシェ
ーディング補正回路２９の出力信号は第２のマグニチュ
ードコンパレータ３０に入力されており、また第２のマ
グニチュードコンパレータ３０にはデイザＲＯＭ３１の
出力信号が入力されている。そして補正された画信号と
、デイザマトリクスによる閾値を内蔵したデイザＲＯＭ
３１の出力信号と比較を第２のマグニチュ−ドコンパレ
ータ３０が行い、疑似中間調のデジタル画信号を出力す
るようになっている。

また、デイザＲＯＭ３１が所定の閾値を出力すると２値
画信号となる。

次に原稿を読取る場合の自動利得制御の動作を第５図の
タイムチャートにより説明する。

プリセットスイッチ２８には前述の如く、白色板ｌＯの
反射光信号の収束すべき値である４８が設定されており
、一方収束すべきレベルの数値の４８の１／４である数
値１２のプリセットデータが得られる。その後、図示し
ない読み取り指令ボタンを操作するとロード信号ＣＮＴ
−ＬＤのパルスＰ１が入力されてアップダウンカウンタ
２４は前記数値１２のデータを読み込み、その数値１２
をＤ／Ａコンバータ２２の端子Ｂ１、Ｂｌｓ　〜Ｂ、に
初期値として設定する。

これにより、イメージセンサは原稿の走査開始位置の直
前に設けている白基準面を読取り、読取った信号に基づ
いてシェーディング補正を行う。この間Ｄ／Ａコンバー
タ２２、増幅＠２３、Ａ／Ｄコンバータ２５、ピークホ
ールド回路２６、第１のマグニチュードコンパレータ２
７、プリセットスイッチ２８に及ぶ自動利得制御回路が
以下に説明するのと同様に動作する。

さて、次いでロード信号ＣＮＴ−ＬＤのパルスＰ、が入
力されるとアップダウンカウンタ２４は前記数値１２を
再度読込み、Ｄハコンバータ２２の端子Ｂ、、Ｂ、・・
・Ｂ、を再びその数値に初期設定し、この時点から信号
ＤＬＩＮＥの期間に原稿を走査して読取ってい（、Ｄ／
Ａコンバータ２２に初期設定された数値１２が乗じられ
、更に増幅器２３にて増幅され、アップダウンカウンタ
２４を経てピークホールド回路２６に入力され、ピーク
値がホールドされる。そして第１のマグニチュードコン
パレータ２７でピークホールド回路２６及びプリセット
スイッチ２８の出力が比較されて前者の出力が小さい（
大きい）場合はアップダウンカウンタ２４をアップ（ダ
ウン）カウントモードとし、′１”カウントアツプ（ダ
ウン）を行わせ、Ｄ／Ａコンバータ２２の端子Ｂ、、Ｂ
、−Ｂ、の数値を１３（１１）とし次ラインでは画信号
のレベルを“１”に相応する分だけ高める（低くする）
ことになる。そしてこのような比較は１ラインが走査さ
れる都度行われ、やがてプリセットスイッチ２８にて設
定された数値相当のレベルに速やかに収束することにな
る。

ここで収束後に螢光灯の光量が変動し、設定値から外れ
た場合でも、再び自動利得制御動作が行われ、設定値に
速やかに収束する。

（ト）効果 以上詳述したように、本発明によれば、画像読み取りに
用いる一次元イメージセンサとは別の光電変換部によっ
て光源の状態を検とし、該光電変換部の出力信号を基準
とし、原稿読み取り期間中、継続して自動利得制御を行
う構成としたから、光源（例えば螢光灯）の光量変動が
生じても、原稿全域にわたり、高精度の読み取りができ
る。また、光電変換部を一次元イメージセンサの延長線
上に配置し、原稿読み取り光路中のレンズを通して、光
学ユニット上の白色板の反射光を読み取るようにすれば
、光源、レンズの変動要因に対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る画像信号読取装置の主要部構成の
平面図で、第２図は同装置の主要部構成の側面図である
。第３図は光電変換部と一次元イメージセンサの一走査
回（主走査方向）の出力波形図である。第４図は本発明
に係る画像読取装置のブロック図である。第５図は画像
読取装置のタイムチャートである。 ｌ：スキャナ本体、２ニガラス台、３：原稿４：光学ユ
ニット、５：光源（螢光灯）、７：レンズ、８ニ一次元
イメージセンサ（ＣＣＤ）、ｌＯ：白色板、１１：光電
変換部。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源と、一次元イメージセンサと、該光源からの光
   を原稿に照射しその反射光をレンズを通して一次元イメ
   ージセンサに付与する光路と、前記一次元イメージセン
   サからの画信号を受ける自動利得制御回路とを備える画
   像読取装置において、前記光源からの光を原稿を経由せ
   ずに受ける光電変換部を備え、該光電変換部の出力を前
   記自動利得制御回路に、前記光源の光量の変動分による
   前記一次元イメージセンサの出力変動を抑制するように
   付与することを特徴とする画像読取装置。 ２、前記光電変換部は、前記一次元イメージセンサの延
   長線上に配設されており、前記光源からの光を前記レン
   ズを通して受けるように構成されていることを特徴とす
   る請求項１記載の画像読取装置。 ３、前記自動利得制御回路は、上記画信号のピークレベ
   ルの増幅値と所定レベルとを比較し、比較結果に応じて
   アップダウンカウンタをアップ又はダウンカウントさせ
   、そのカウント数に基ずき画信号のピークレベルを所定
   レベルとなすように構成されており、さらに、画信号の
   出力域外で、前記光電変換部からの出力信号を受け、該
   出力信号を上記ピークレベルに設定してなることを特徴
   とする請求項１又は２記載の画像読取装置。