JPH02254867A - 画像読取装置 - Google Patents

画像読取装置

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JPH02254867A
JPH02254867A JP1074911A JP7491189A JPH02254867A JP H02254867 A JPH02254867 A JP H02254867A JP 1074911 A JP1074911 A JP 1074911A JP 7491189 A JP7491189 A JP 7491189A JP H02254867 A JPH02254867 A JP H02254867A
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Hiroshi Itagaki
浩 板垣
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/63Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current

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】 [産業上の利用分野コ 本発明は複数のイメージセンサを用いて画像の読み取り
を行う画像読取装置に関するものである。
[従来の技術] 従来より、高速画像読み取りに使用されるイメージセン
サとして、1ラインのイメージセンサにストライブタイ
プの色フィルタを設け、色分解信号を時分割に点順次で
読み出す方式のものが知られている。
しかし、イメージセンサ出力信号には、各種駆動パルス
リークノイズ、特にリセットパルスリークおよび転送り
ロックのクロスポイントにおけるトランジェントノイズ
が含まれていた。
また、高速読み取りをした場合、高負荷容量のためイメ
ージセンサ出力信号波形がなまってしまい、安定に信号
処理することが困難であった。
これら問題点を解決する方法として、従来より、サンプ
ルホールド(S/I+)回路を用いて、安定レベル信号
に変換し、A/D変換器において、安定にサンプリング
を行い、信号処理を行う方法が知られていた。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、サンプルホールド回路はダイオードリン
グあるいはアナログスイッチ等を使用するようにしたの
で、サンプリング期間とホールド期間とで出力信号に電
圧レベル差を生じ、その後の信号処理回路において、ス
ルーレート等の制約からA/D変換器において安定にサ
ンプリングできる期間が縮小されてしまうという問題点
があった。
また、イメージセンサの光シールド画素(ダーク画素)
を所定のDCレベルにクランプする際に、サンプリング
期間とホールド期間とで電圧レベルに差がある場合、ク
ランプは信号の平均レベルでかかるため、クランプ出力
にオフセットを生じてしまい、その後、可変ゲイン増幅
器によりゲイン可変を行うと、オフセットが変化してし
まうという問題点があった。
本発明の目的は、上記の問題点を解決し、安定してサン
プリングできるとともに、オフセットを生じない画像読
取装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段] このような目的を達成するため、本発明は、画像情報を
有する媒体からの光信号を電気信号に変換する光電変換
手段を有する画像読取装置において、光電変換手段によ
り光電変換して得られる点順次ビデオ信号をサンプルホ
ールドする第1のサンプルホールド手段と、サンプルホ
ールド手段によりサンプルホールドされた信号から光電
変換手段の暗出力部に相当する区間のみを選択し、それ
以外の部分を所定電位に設定する選択手段と、選択手段
からの信号をサンプルホールドする第2のサンプルホー
ルド手段と、第2のサンプルホールド手段の出力と第1
のサンプルホールド手段の出力とを差動増幅する差動増
幅手段とを具備したことを特徴とする。
[作 用] 本発明では、光電変換手段により光電変換して得られる
点順次ビデオ信号を第1のサンプルホールド手段により
サンプルホールドし、第1のサンプルホールド手段によ
りサンプルホールドされた信号から選択手段により光電
変換手段の暗出力部に相当する区間のみを選択し、それ
以外の部分を所定電位に設定し、選択手段からの信号を
第2のサンプルホールド手段によりサンプルホールドし
、第2のサンプルホールド手段の出力と第1のサンプル
ホールド手段の出力とを差動増幅手段に上り差動増幅す
る。
[実施例] 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
第1図は本発明の一実施例を示す、これはカラー画像読
取装置の例である。
3は原稿走査ユニットで、光電変換手段としてのカラー
読み取りセンサ6、プリアンプ8およびCCD ドライ
バ7により構成され、図示しない露光ランプにより照射
された原稿からの反射光がカラー読み取りセンサ6によ
り画像ごとに色分解されて読み取られ、プリアンプ8で
所定レベルに増幅されるようになっている。カラー読み
取りセンサ6はCCD ドライバ7により駆動されるよ
うになっている。必要なパルス源はシステムコントロー
ルパルスジェネレータ16で生成される。
4はビデオ処理ユニットで、アナログ信号処理回路9、
ディジタル信号処理回路10、システムコントロールパ
ルスジェネレータ16、および05C17により構成さ
れている。
5チツプの等倍型カラー読み取りセンサより読み取られ
たアナログカラー画像信号は、各チャンネルごとに第1
図のアナログ信号処理回路9にそれぞれ人力される。
ディジタル信号処理回路1GはFiFoメモリ11、メ
モリ制御回路12、無補正/白補正回路13、画像処理
回路14、およびプリンタインタフェース15により構
成されている。
5はコントロールユニット(CPU)で、システムコン
トロールパルスジェネレータ16.アナログ信号処理回
路9およびディジタル信号処理回路10を制御するもの
である。
(カラー読み取りセンサ6) 第2図はカラー読み取りセンサ6を示す。
主走査方向を5分割して読み取るため、62.5μm(
−1/16m1)を1画素として、976画素、すなわ
ち第2図に示すように1画素を主走査方向に3分割して
、それぞれをG、B、Rとし、合計3072 (−10
24ラミツク基板上に形成され、センサ18〜22のう
ち1番、3番、5番目のセンサ、すなわち、センサ18
.20.22を同一ラインLA上に、2番、4番目のセ
ンサ、すなわちセンサ19,21をラインLAとは4ラ
イン分、すなわち250μm(・62.5μm×4)だ
け離したラインLB上に配置しである。原稿読取時は、
矢印AL方向に走査される。
1番、3番、5番目のセンサ18,20.22は、駆動
パルス群0DRV501により、2番、4番目のセンサ
19.21は駆動パルス群EDRV502により、それ
ぞれ、独立かつ同期して駆動される。駆動パルス群0D
RV501と駆動パルス群EDRV502を第3図に示
す。駆動パルス群0DRV501に含まれる0φIA。
0φ2A、OR5と、EDRV502 &l1m含まれ
る EφIA。
Eφ2A、ER5とは、それぞれ、各センサ内での電荷
転送りロック、電荷リセットパルスであり、1番、3番
、5番目のセンサ18,20.22と2番、4番目のセ
ンサ19,21との相互干渉やノイズ制限のため、互い
にジッタのないように全く同期して生成される。このた
め、これらのパルスは1つの基準発振源(O5C) 1
7で生成される。
(0DRV501 、EDRV502を生成する回路)
第4図は第1図に示すシステムコントロールパルスジェ
ネレータ16ノ構成要素で、0DRV501 、EDR
V502を生成する回路を示す。単一の05C17で発
生される原クロックCLにφは分周器23により分周さ
れる0分周されたクロック Kφ546は0DRVとE
[lRVの発生タイミングを決める基準信号5YNC2
,5YNC3を生成するクロックである。5YNC2,
5YNC3はCPUバスに接続された信号線550によ
り設定されるプリセッタブルカウンタ24.25の設定
値に応じて出力タイミングが決定され、5YNfl:2
.5YN(:3により分周器26,27および駆動パル
ス生成部28.29が初期化される。すなわち、0DR
V501とEDRV502 (7)それぞれのパルス群
は、本ブロックに人力されるH5YNC544を基準と
し、全て1つの発振源05C17より出力されるCLに
φと、全て同期して発生される分周クロックにより生成
されているので、全くジッタのない同期した信号として
得られ、センサ間の干渉による信号の乱れを防止できる
ここで、互いに同期して得られたセンサ駆動パルス0D
RV501は、1番、3番、5番目ノセンサ18.20
,221.:供給され、EDRV502は2番、4番目
のセンサ19,21に供給され、各センサ18,22か
らは駆動パルスに同期してビデオ信号v1〜v5が独立
に出力され、第1図に示す各チャンネルごとに独立のプ
リアンプ8で所定の電圧値に増幅され、同軸ケーブル5
08〜512を通して、第3図に示す005538ノタ
イミングで、信号Vl、V3.V5がEO5543のタ
イミングで、信号V2.V4が送出され、ビデオ処理ユ
ニット4に入力される。
(アナログ信号処理回路9) 第6図は第1図示のアナログ信号処理回路9の具体例を
示す。各チャンネルに対応する信号処理回路9は同一回
路である。ここではチャンネル1(chi)の回路を示
す。第7図はタイミングの一例を示す。
入力されるアナログカラー画像信号は、例えば、第7図
示のアナログカラー画像信号SiG^かられかるように
G−B→Rの順であり、コンポジット信号である。すな
わち、第8図に示すように3072画素の有効画素以外
に有効画素前に12画素のカラーセンサのフォトダイオ
ードと接続されていない空転送部と、次に、24画素の
フォトダイオード上にアルミニウム(AJl)で遮蔽し
た暗出力部(オプティカルブラック)と、36画素のダ
ミー画素と、有効画素後に24画素のダミー画素との合
計3156画素から構成されるコンポジット信号である
30はバッファで、人力されたアナログカラー画像信号
5iGAをインピーダンス変換するものである。 31
は第1のサンプルホールド手段としてのサンプルホール
ド回路で、バッファ30から出力される。コンポジット
信号のリセット部をS/)lパルスに従って除去し、高
速駆動した場合の波形歪みを取り除き、S/)l出力信
号にするものである(第7図のS/HOUT参照)。
このS/Hビデオ出力信号はサンプリング期間とホール
ド期間とで電圧レベル差がある。
32は選択手段としてのセレクタで、バッファ30の出
力信号のうちイメージセンサの暗出力部に相当する区間
のみを通過させ、それ以外の区間(有効画素区間に相当
)をGNDレベルに置き換えたものである。入力が暗出
力部信号とGNDにマルチブレクスされた、第2のサン
プルホールド手段としてのダミー信号用第2サンプルホ
ールド回路33から、S/Hダミー出力信号が出力され
る。このS/Hダミー出力信号もS/Hビデオ出力信号
に含まれているサンプリング期間とホールド期間との電
圧レベル差と同レベルの電圧レベル差がある。
S/Hビデオ出力信号とS/Hダミー出力信号は、差動
増幅手段としての差動増幅回路34に入力され、この差
動増幅回路34からサンプリング期間とホールド期間の
電圧レベル差が相殺されたビデオ信号が出力される。 
S/Hによる電圧レベル差が相殺された点順次カラー信
号は、次に、増幅器35に入力され、増幅器35により
所定レベルまで増幅され、同時に、カラー信号の暗出力
部がフィードバッククランプ回路36により、零レベル
クランプされる。このフィードバッククランプ形は前段
のフィードバッククランプ回路31と全く同一の構成に
なっているので、ここではその動作説明は詳述しないが
、点順次カラー信号レベル可変回路での入力オフセット
を除去する目的を有している。
再度、零レベルクランプされたアナログカラー信号は、
点順次カラー信号レベル可変回路に人力される。
37a、37b、37cはアッテネータで、点順次信号
のG、B、R信号レベル合わせな行うものである。
38a、38b、38cはアナログスイッチで、GSE
L、BSEL。
R5ELパルスによるゲート信号に基き、セレクトする
ものである。 cpuにより各種のアッテネート率が選
択される。
39は電圧制御増幅器(VCA)で、乗算型増幅器とし
て構成され、0/^変換器出力vouTによりそのゲイ
ンが制御され、カラーバランス合わせが行われた点順次
信号共通にCPu制御によりゲイン調整を行うものであ
る。40はD/A変換器で、CPUのデータバス533
を介してデータがセットされ、0/^変換器出力V。U
7は Vouy−−V*tr  1/N%    O<N<1
となる。Nは入力デジタルコードのバイナリ−分数値で
ある。 D/A変換器40のセットデータとゲインの関
係を第9図に示す。
D/A変換器40のデータは、原稿走査ユニット3によ
り均一白色板を読み取った時の^/D変換出力データ(
R、G 、 B)があらかじめ決められた値になるよう
に、CPυデータバス533より設定される。レベル制
御された点順次カラー信号は、点順次直流レベル可変回
路に入力される。ここでは、cpu’制御により各R,
G、Bごとに、点順次で、DCレベル調整が行われる。
これは後述の4チヤンネルつなぎ補正において読み取フ
た黒レベル画像信号のDCレベルをシフトさせることが
目的である。44a〜44cはアナログスイッチで、F
ET等により構成され、ゲート信号GSEL、BSEL
、R5ELが論理“H”の時導通状態、すなわち、低イ
ンピーダンスとなり、論理“L”の時、非導通状態、す
なわち高インピーダンスとなる。458〜45cは全4
象限モードの乗算器で、第1θ図に示すように、マルチ
プライングD/A変換器550、オペアンプ552,5
56 、抵抗値Rの抵抗554、抵抗値2Rの抵抗55
3、抵抗値R3の抵抗555、抵抗値R4の抵抗557
により構成され、CPUからセットされた8bitのデ
ィジタルデータに従って、表1に示すように両極性の電
圧を出力する。
表 42は^10変換器46の入力バッファで、その出力イ
ンピーダンスが、^/D変換器の直線性精度を保障する
A/D内部コンパレータの基準抵抗値以下になるように
低出力インピーダンスで、かつ、高速度のバッファとし
て構成されている。
46は^/D変換器で、所定の白レベル、黒レベルに増
幅およびDCクランプされた点順次カラー信号をデジタ
ルデータ^/D OUTに変換するものである。47は
ラッチ回路で、確実なデジタルデータ送信をするためデ
ジタル信号処理回路とタイミングを合わせるものである
。 0LATCHCLにでラッチされたラッチ出力デー
タは、次のディジタル信号処理回路で、0LAT(:H
CIJと逆極性のラッチクロックによりラッチされ、確
実なタイミングでディジタルデータの受信が行われる。
(ディジタル信号処理回路10) ディジタル変換された各チャンネルの点順次カラー信号
513〜517は、ディジタル信号処理回路10に人力
される。
FiFoメモリ11はチャンネル間の画像つなぎを行い
、各チャンネルの点順次カラー信号をR,G、Bのパラ
レル信号518〜520にするものである。
無掃正/白補正回路13は黒白部の出力バラツキを補正
するものである。
まず、無掃正回路について説明する。
チャンネル1〜5の黒レベル出力は、センサに入力され
る光量が微少の時、チップ間9画素間のバラツキが大き
い、これをそのまま出力し、画像を出力すると、画像の
データ部にスジやムラが生じる。そこで、この黒部の出
力バラツキを補正する必要がある。
コピー動作に先立ち、原稿走査ユニット3を原稿台先端
部の非画像領域に配置された均一濃度を有する黒色板の
位置へ6勤し、ハロゲンを点灯し、黒レベル画像信号を
本回路に人力する。この画像データの1ライン分が黒レ
ベルメモリに格納され、黒基準値となる。(以上、黒基
準値取り込みモード) 黒レベルデータDに(i)のデータ数iは、例えば、主
走査方向^4長手方向の幅を有するとすれば、1ape
l/ssで、4752画素/各色(−16x 297m
m)であるが、その長さをカバーするため、61xmの
CODチップを5本並べて、1ラインとすると、488
0画素/各色(−16X 81mmX 5)に対応する
i=1〜4880の値を取り得る。
画像読込時には、黒レベルデータDに(i)に対し、例
えば、ブルー信号の場合、Bin(i)−OK(i)−
BouT(i)として無掃正出力が得られる(黒補正モ
−ド)。
同様に、グリーンGin、レッドRinも同様の制御が
行われ、無掃正出力cout、Flou丁となる。
次に、白レベル補正(シェーディング補正)回路を説明
する。
白レベル補正は原稿走査ユニット3を均一な白色板の位
置に8勧して照射した時の白色データに基き、照明系、
光学系、センサの感度バラツキの補正を行う。基本的な
回路構成は黒補正回路と同一である。ただ、黒補正では
減算器を用いたが、白補正では乗算器を用いる点が異な
る。内袖正時に、まず、原稿走査ユニット3が均一白色
板の位置(ホームポジション)にある時、すなわち、複
写動作または読み取り動作に先立ち、露光ランプを点灯
させ、均−白レベルの画像データを1ライン分の白レベ
ルメモリに格納する。
例えば、主走査方向がA4長手方向の幅を有する場合、
16pel/m+aで、16x 297+oe+−47
52752画素が、CCD 1チツプの画像データを9
76画素(・16pe1/mmX 61mm)で構成す
る場合、976 X5−4880880画素、すなわち
、少なくとも白レベルメモリの容量は4880バイトあ
り、i画素目の白色板データをW (i)とすると、i
=1〜4880となる。一方、W(i)に対し、i画素
目の画素の通常画像の読み取り値Din(i)に対し、
補正後の画像データはDout(i)=Din(i)x
 FFo/W(i)となり、グリーン(G)、ブルー 
(B) 、レッド(R)各色について、白補正が行われ
る。
(画像処理回路14) 次に、画像処理回路14を説明する。
黒補正および白補正が行われた3色の画像信号521〜
523は、画像処理回路14に人力される。
画像処理回路14は、輝度データを濃度データに変換す
る対数変換回路と、CCDセンサの色分解フィルタの分
光特性補正およびカラープリンタ2において転写紙に転
写される色トナー(Y、M、C)の不要吸収特性の補正
を行う色補正回路(入力マスキング、出力マスキング)
と、各色成分画像データYi、Mi、(:iにより、旧
n(Yi、Mi、Ci)  (Yi、Mi、Ciのうち
の最小値)を算出し、これを黒として後に黒トナーを加
える墨入れ回路と、加えた黒成分に応じて各色材の加え
る量を減じる下色除去(IIcR)回路とを通って画像
処理するものである。
次に、3色の画像信号524はプリンタインタフェース
15に入力される。インタフェース信号は、ディジタル
ビデオ信号以外に画像送り方向(副走査方向)の同期信
号(ITOP)を、1ラスタースキヤンに1回発生する
ラスタースキャン方向(主走査方向)の同期信号(BD
)と、ディジタルビデオ信号をカラープリンタ部2に送
出するための同期クロック(VCLに)と、BD倍信号
基きジッタのないVCLKと同期して生成される同期信
号(H5YNC) と、半二重双方向シリアル通信のた
めの信号(SROOM)とからなる。
これら信号ラインを通して、装置1からカラーLBP2
へ画像情報と指示が送られ、カラーLBP 2から装置
1の状態情報、例えばジャム、紙なし、ウェイト等の情
報の相互やりとりが行われる。
第11図は本発明の他の実施例を示す。
一実施例においては、点順次カラー信号の暗出力部にお
けるサンプルホールド回路によるサンプリング期間とホ
ールド期間との電圧レベル差を相殺する第1のサンプル
ホールド手段1遭択手段。
第2のサンプルホールド手段、および差動増幅手段によ
り構成したが、本実施例では、前段にビデオ信号直流再
生手段を設けた。
このようにすると、AC結合により人力された点順次カ
ラー信号の暗出力部に相当する区間が所定電位にクラン
プされ、サンプルホールド回路におけるサンプリング期
間とホールド期間との電圧レベル差の相殺がさらに安定
して行われる。ここで、フィードバッククランプ回路、
すなわち増幅器48、ダーク部サンプルホールド回路4
9a5 およびGNDレベルとの比較器49bにより構
成される回路は、第6図に示す回路と構成が全く同じで
あるので、ここでは説明しない。第12図に第11図示
回路各部の波形図を示す。
[発明の効果] 本発明によれば、上記のように構成したので、サンプル
ホールド回路出力において生じるサンプリング期間とホ
ールド期間との電圧レベル差を相殺することができ、A
/D変換器において安定にサンプリングできる期間を確
保できるとともに、可変ゲイン増幅器によりゲイン可変
を行った際の出力オフセット変化を解消することができ
、高性能な信号処理が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明一実施例の画像読取装置を示すブロック
図、 第2図は第1図示カラー読み取りセンサ6の配置を示す
図、 第3図は第2図示各部のタイミングの一例を示すタイミ
ングチャート、 第4図はcco ff1a信号生成回路を示すブロック
図 第5図は第4図示各部のタイミングの一例を示すタイミ
ングチャート、 第6図は第1図示アナログ信号処理回路9の具体例を示
すブロック図、 第7図は第6図示アナログ信号処理回路9各部のタイミ
ングの一例を示すタイミングチャート、第8図はカラー
読み取りセンサの駆動タイミングの一例を示すタイミン
グチャート、 第9図は電圧制御増幅器の特性の一例を示す図、 第1O図は第6図示乗算器の具体例を示すブロック図、 第11図は本発明他の実施例を示すブロック図、第12
図は第11図示各部のタイミングの一例を示すタイミン
グチャートである。 3・・・原稿走査ユニット、 6・・・カラー読み取りセンサ、 8・・・プリアンプ、 9・・・アナログ信号処理回路、 lO・・・ディジタル信号処理回路、 11・FiFoメモリ、 13・・・黒補正/白補正回路、 14・・・画像処理回路、 31.33・・・サンプルホールド回路、32・・・セ
レタク、 34・・・差動増幅回路。 ψや 8φ F 9Aでットヂータ (Hex) 第 図 データバス 533 第 10図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)画像情報を有する媒体からの光信号を電気信号に変
    換する光電変換手段を有する画像読取装置において、 前記光電変換手段により光電変換して得られる点順次ビ
    デオ信号をサンプルホールドする第1のサンプルホール
    ド手段と、 該サンプルホールド手段によりサンプルホールドされた
    信号から前記光電変換手段の暗出力部に相当する区間の
    みを選択し、それ以外の部分を所定電位に設定する選択
    手段と、 該選択手段からの信号をサンプルホールドする第2のサ
    ンプルホールド手段と、 該第2のサンプルホールド手段の出力と前記第1のサン
    プルホールド手段の出力とを差動増幅する差動増幅手段
    と を具備したことを特徴とする画像読取装置。
JP1074911A 1989-03-29 1989-03-29 画像読取装置 Pending JPH02254867A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2016147528A1 (ja) * 2015-03-19 2016-09-22 パナソニックIpマネジメント株式会社 画像読取装置
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