JPH0265365A - 画像読取装置 - Google Patents

画像読取装置

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JPH0265365A
JPH0265365A JP63214878A JP21487888A JPH0265365A JP H0265365 A JPH0265365 A JP H0265365A JP 63214878 A JP63214878 A JP 63214878A JP 21487888 A JP21487888 A JP 21487888A JP H0265365 A JPH0265365 A JP H0265365A
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JP
Japan
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color
signal
circuit
sensor
types
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JP63214878A
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Hiroshi Itagaki
浩 板垣
Nobuo Matsuoka
松岡 伸夫
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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] 本発明は複数のイメージセンサ−を用いて画像の読み取
りを行な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
イプの色分解フィルタ(R,G、8)を構成して色分解
信号を時分割に点順次で読み出す方式のものが有る。
ここで、上記色分解信号を得るために使用される色分解
フィルタの分光感度特性およびイメージセンサ−自身の
分光感度特性により、低波長域(Bフィルタ)は高波長
域(Rフィルタ)と比較して分光感度特性が悪くなる。
従って、標準白色板等の基準画像を読み取った時のイメ
ージセンサ−出力信号は点順次にカラーバランスのとれ
たアナログビデオ信号とはならない。そこで色分解信号
のダイナミックレンジ(S/N被)を充分に確保するた
めにはアナログビデオ信号処理回路において各色分解信
号のレベル合わせを行なわせる必要がある。そのために
、従来では回路構成のやり易さおよびA/D変換する際
のサンプリングポイントの安定化ということから、点順
次色信号をサンプルホールド(以下ではS/)Iとする
。)回路によりそれぞれ分離して同時色13号に直して
やり、それぞれ増幅等の信号処理を行ない、標準白色板
を読み取った時の各色分解信号のレベル合わせをして、
カラーバランス調整を行なっていた。
例えば、原稿を主走査方向に5分割して読み取って得ら
れたカラー画像信号は、第5図に示すようにサンプルホ
ールド回路S/HにてR(レッド)、G(グリーン)、
B(ブルー)の3色に分離される。従って、S/Hされ
たのちは3x5=15系統のアナログ信号処理系となっ
てしまう。第5図に入力された1チャンネル分のカラー
画像信号がサンプルホールド処理され、増幅された後A
/D変換回路に人力されて、マルチプレクサされたデジ
タルデータ0LATCII OUTの得られる処理ブロ
ック図を示す。第6図にタイミングチャートを示す。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記従来例では、S/11回路により点
順次色信号を同時色信号に分離するために、色分解信号
の数だけS/H回路以後の信号処理回路系が必要となる
。例えばA4長手幅の29711+a+を読み取る場合
、シリコン結晶型のイメージセンサ−が高速読み取りに
適しているが、シリコン結晶型の場合、製造上の制約か
ら長いタイプを1チツプで作ることは困難で、複数本を
物理的な配置の工夫で1ラインセンサーとして構成した
ものとなる。
その場合色分解信号の数にイメージセンサ−を構成して
いるデツプ構成本数を掛けた数だけ同形式なS/H回路
以後の信号処理回路系が必要となり非常に大型な回路構
成になるといった欠点があった。
本発明の目的は、このような従来の問題点に着目してな
されたもので、センサーにおいてカラーバランスをとる
ことにより、簡単な回路構成でもって高速なアナログカ
ラービデオ信号処理を可能とする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] 本発明はセンサーチップ上の光電変換部上に3種類の色
分解フィルタを有するカラーラインセンサーと、3種類
の色分解フィルタのうちの2種類の色分解フィルタに重
ね合わせた補色フィルタとを具える。
[作 用] 本発明によれば、3種類の色分解フィルタ(R,G、B
)に2Wi類の補色フィルタを重ね合わせたカラーライ
ンセンサーを用い、各色分解信号のカラーバランスをと
ることにより、点順次色信号のままで各色分解信号共通
に振幅を制御することが可能な振幅コントロール手段を
設けることにより、点順次色信号を同時色信号に分離し
て各回路系により振幅調整を行なわなくても、イメージ
センサ−を構成している各チップあたり1系統のS/8
回路およびそれ以後の信号処理回路だけで、各色分解(
3号の振幅調整を行なうことが可能となるので、回路構
成が簡単となり装置の小型化が可能となる。
[実施例] 以下、図面を参照して本発明に係わるカラー画像読取装
置について詳細に説明する。
第1図にカラー画像読取装置の信号処理ブロックの一例
を示す。原稿は、まず露光ランプにより照射され、反射
光は原稿走査ユニット3内のカラー読み取りセンサー6
により画像ごとに色分解されて読み取られ、1LiJ幅
回路(プリアンプ)8で所定レベルに増幅される。7は
カラー読み取りセンサーを駆動するためのパルス信号を
供給するCCDドライバーであり、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。
第2図にカラー読み取りセンサーおよび駆動バルスを示
す。第2図(a)は本例で使用されるカラー読み取りセ
ンサーであり、主走査方向を5分割して読み取るべく6
25μTo(1/16mm)を1画素として、9767
6画素なわち図のごとく1画素を主走査方向にG、[1
,Rで3分割しているので、トータル1024x 3 
= 3072の有効画素数を有する。一方、各デツプ1
8〜22は同一セラミック基板上に形成され、センサの
IJ、5番目(+8.20.22)は同一ラインしA上
に、2.4番目uci、21)はLAとは4ライン分(
82,5μm x 4 =250 μa+)だけ随れた
ラインLIl上に配置され、原′g4読み取り時は、矢
印ΔL力方向走査する。各5つのCCOは、また1、3
.5番目は駆動パルス群0DRV501 ニ、2.4番
目はE[1RV502 ニより、それぞれ独立にかつ同
期して駆動される。
0DIIVSOI km含まれルO<61A、Oφ2A
、0115とE[1RV502に含まれるEφl^、E
φ2A、ER5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、1.3.5番目と2
,4番目との相互干渉やノイズ制限のため、お互いにジ
ッタのないように全く開明し2で生成される。このため
これらパルスは1つの基準発振源05CI7(第1図)
から生成される。
第3図(a)は0DRV501 、EDRν502を生
成する回路ブロック、第3図(b)はタイミングチャー
トであり、i1図システムコントロールパルスジェネレ
ータ16に含まれる。単一の05C17より発生される
原クロックCLKφを分周したクロックにφ546は0
DRVとEDRVの発生タイミングを決める基準信号5
YNC2,5YNC3を生成するクロZlりであり、5
YNC2。
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、5YNC2。
5YNC3は分周器25.27および駆動パルス生成部
28.29を初期化する。すなわち、本ブロックに入力
されるH5YNC544を基準とし、全て1つの発振源
O5Cより出力されるCLKφおよび全て同期して発t
し・ている分局クロックにより生成されているので、0
[IRV501 とEDRV502 )それぞれのパル
ス群は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。
ここでお互いに同期して得られたセンサ駆動バ/l/ス
0DRV501は1,3.5番目ノセンサニ、EDRV
502は2.4番目のセンサに供給され、各センサ18
,1920.21.22からは駆動パルスに同期してビ
デオ信号Vl−V5が独立に出力され、第1図に示され
る各チャンネル毎に独立の増幅回路(プリアンプ)8で
所定の電圧値に増幅され、同軸ケーブル508〜512
を通して第2図(b)の005538のタイミングでV
l、V3.V5(7)信号がEO5543ノタイミング
でv2.ν4の信号が送出されビデオ処理ユニット4に
入力される。
次に本発明である3 fi!頚の色分解フィルタ(R,
G、B)のうちR,Gフィルタにそれぞれの補色フィル
タGy、Maを重ね合わせたカラーラインセンサーのフ
ィルタ構成図を第7図に、R,G、Bフィルタのみの場
合の分光感度特性を第8図(a)  に、Maフィルタ
の分光感度特性を第8図(b)に、C,yフィルタの分
光感度特性を第8図(c)に示し、本発明であるGフィ
ルタにMaフィルタを重ね合わせ、RフィルタにCyフ
ィルタを重ね合わせた時の全体の分光感度特性を示す。
この図から明らかなように色分解信号のカラーバランス
がとれていることがわかる。これによりラインセンサー
1チヤンネルあたりの信号処理回路系は1つで良くこの
アナログ信号処理回路9について次に説明する。
前述した5チツプの等倍型のカラー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
図のビデオ処理ユニット4の一部を構成するアナログ信
号処理回路9にそれぞれ入力される。各チャンネルに対
応する信号処理回路は同一回路であるのでチャンネル1
 (chi)の回路に関し、第9図の処理ブロック図に
従い、第10図のタイミングチャートとともに説明する
入力されるアナログカラー画像信号は、第9図5fGA
ノごと<:G−B−4R(7)順であり、かっ、307
2画素の有効画素以外に有効画素前に12画素のカラー
センサーのホトダイオードと接続されていない空転送部
、次に24画素のホトダイオード上にAjZで遮蔽した
暗出力部(オプティカルブラック)、36画素のダミー
画素および有効画素後に24画素のダミー画素の合計3
156画素から構成されるコンポジット信号である(第
4図)。
アナログカラー画像信号5iGAはバッファ30に人力
されインピーダンス変換される0次に、バッファ30の
出力信号はS/11回路31によりS/Hパルスに従り
てコンポジット信号のリセット部が除去され、高速駆動
した場合の波形歪みが取り除かれたS/H出力信号とな
る(第8図)s/H0UT)、 S/Hされた点順次カ
ラー信号にはサンプリングパルスの周波数で不要成分が
含まれているので、これを除去するために、次にローパ
スフィルタ仙PF)32に入る。不要サンプリング周波
数成分が除去された点順次カラー信号は増幅器33に人
力され、規定の信号出力まで増幅されると同時にへC的
にDCレベルが変動するアナログカラー信号のDCレベ
ル変動を除去し、増幅器33の最適動作点に画像信号の
DCレベルを固定するためにフィードバッククランプ回
路34によって零レベルクランプされる。フィードバッ
ククランプ回路はS/H回路34aと比較増幅器34b
より構成されており、増幅器33より出力されるアナロ
グカラー信号のOn出力部(オプティカル・ブラック)
の出力レベルをS/11回路34aによって検出し、比
較増幅器34bのマイナス人力に人力されるGNDレベ
ルと比較され、その差分が増幅器33にフィードバック
され、増幅器33の出力の暗出力部は常にGND レベ
ルに固定される。ここでDK倍信号アナログカラー信号
の暗出力部の区間を示す信号であり、S/11回路34
aに供給することによりアナログカラー信号の暗出力部
のDCレベルを水平走査期間(IH)に1回検出される
。またこの;クランプ回路は次に入る振幅コントロール
回路でゲイン可変時の人力オフセットを除去する目的を
も有している。
アナログカラー信号の暗出力部がτクランプされた信号
は次に振幅コントロール回路(35,36,37)に入
力される。ここではCPU制御により各R,G、B共通
にゲイン調整が行なわれる。すなわち、37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、D/A出力V。utはVout=  Vrer
+/N      O<N<1となる。Nは入力ディジ
タルコードのバイナリ分数イ直である。
36は電圧制御抵抗器で、デュアルゲートFET等で構
成されD/A出力電圧によりその抵抗値が変化する。
D/八へ換器37には先んじて初期データがセットされ
ており、この時のD高出力により電圧制御抵抗器36の
抵抗値(Rvc*)はある決まった値になっている。こ
の時の増幅器35のゲインはAV” 1 + Rr/ 
RVCR となる。ここで8.は増幅器35の帰還抵抗値を示す。
D/^変換器セットデータとゲインとの関係を第11図
に示す、原稿走査ユニット3が均一白色板を読み取った
時のA/[1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D/^変換器37のデータ
をCPuデータバス533より設定して、点順次カラー
信号レベルを増幅する。
レベル制御されたアナログカラー信号は、次に増幅器3
8に入力され、^/D変換器42の人力ダイナミックレ
ンジまで増幅されると同時にフィードバッククランプ回
路40と乗算器41によりOCレベルが制御される。
次に、乗算器41とフィードバッククランプ回路40よ
り構成されるフィードバッククランプ系について説明す
る。このフィードバッククランプ系は前段のフィードバ
ッククランプ回路34とほぼ同一の構成をとっており、
S7月回路40aと比較増幅器40bで構成されるフィ
ードバッククランプ回路の基準電圧として、cpu制御
の乗算器41が接続され、後述のチャンネルつなぎ補正
において、読み取った黒レベル画像信号のレベルをシフ
トするために、CPUのデータバス533を介して内部
ラッチにセットされたデジタルデータにより決定される
レベルで乗算器41によりて基準電圧を可変し、増幅器
38.バッファ39によって増幅器されたアナログカラ
ー信号を基準電圧レベルにクランプする。
乗算器41は第13図(a)に示すようにマルチプライ
ングD/^変換器550とオペアンプ552.556お
よび抵抗値Rの抵抗553,554および抵抗値2Rの
抵抗555より構成された全4象限モードの乗算器であ
り、CPuからセットされた8 bitのディジタルデ
ータに従って、第13図(b)のように両極性の電圧を
出力する。
バッファ39はA/D変換器42の人力バッファでその
出力インピーダンスがA/D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なバッファとして構成さ
れる。
さて、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は、A/D変換器42に入
力され、デジタルデータA/D OUTとなり、次にデ
ジタル信号処理回路とのタイミング合わせと確実なデジ
タルデータ送信のためにラッチ回路43に入る。
0LAC)I CL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0LATCHCLに
と逆極性のラッチクロックによりラッチされることによ
り確実なタイミングでディジタルデータの受信をするこ
とができる。チャンネル2〜5のアナログ信号処理回路
に関しても上と同様である。
次に第1図において、デ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はデジタル信号処理
回路10に入り、FjFoメモリ11によりチャンネル
間の画像つなぎが行なわれ、各チャンネルの点順次カラ
ー信号は、R,G、B三色のパラレル信号となる(51
8〜520)。
次にIt、G、B各デジタルカラー信号は、黒補正/白
補正回路13に入る。先ず黒補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ーに人力す
る光量が微少の時、チップ間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有る。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移動し、ハロゲンを
点灯し、黒レベル画像信号を本回路に入力する。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(以上黒基準値取込モード)。
黒レベルデータDK (j)のデータ数iは、例えば主
走査方向A4長手方向の幅を有するとすれば、16pe
l/mllで16x297mm =4752画素/各色
であるが、その長さをカバーするため、61ma+のC
CDチップを5本並べて1ラインとすると、16 X 
61m1X 5 = 4880画素/各色に対応するi
=1〜4880の値を取り得る。
画像読み込み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)−Dに(i)=
Bout(i)  として点補正出力が得られる(黒補
正モード)。同様にグリーンGin 、  レットR4
口も同様の制御が行なわれ、点補正出力Gout、Ro
ut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
の位置に移動して照射した時の白色データに基づき、照
明系、光学系やセンサーの感度バラツキの補正を行なう
。基本的な回路構成は黒補正回路と同一であるが、黒補
正では減算器にて補正を行なっていたのに対し、白補正
では乗算器を用いる点が異なる。白補正時に、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^4長手方向の幅を有するとすれば、
16pel/mmで16 x 297mm = 475
2画素であるが、CC[l 1チツプの画像データを9
76画素(lapel/aIIx61mn)ずつで構成
すると、976X5= 4880画素となり、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(1)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D
out(i)  = Din(i) x FF、/W(
i)となり、グリーン(G)、ブルー(B)、レット(
R)各色について白補正が行なわれる。
黒補正および白補正が行なわれた3色の画像信号(52
1〜523)は次に画像処理回路14に入り、輝度デー
タを濃度データに変換する対数変換回路。
CCOセンサー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なう
色補正回路(人カマスキング、出力マスキング)、また
各色成分画像データYi、Mi 、CiによりKin(
Yf、Mi、Cj) (Yi、Mf、[:fのうちの最
小値)を算出し、これをスミ(黒)として後に黒トナー
を加えるスミ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)回路を通って画
像処理される(第1図524)。
次に3色の画像信号はプリンターインターフェース15
に入る。インターフェース信号はデ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(TTOP
)、  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)、デジタ
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(VCLK)、BD(3号をもとにジッター
のないVCLにと同期して生成される同期信号(IIS
YNC)および半二重の双方向シリアル通信のための信
号(SRCOM>から成る。これら信号ラインを通じて
リーダ部からプリンタ部へ画像情報と指示が送られ、プ
リンタ部からはプリンタ部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なわれる。
なお、前記実施例においては、3f!ii類の色分解フ
ィルタはR,G、Bフィルタとして、また2種類の補色
フィルタはCy、us フィルタとして説明したが、他
の構成でも良いことは勿論で、例えば3種類の色分解フ
ィルタににy、G、Yeフィルタを、2種類の補色フィ
ルタをR,Maとしても構成できる。また振幅コントロ
ール回路をゲイン可変増幅回路として構成したが、これ
をアクテネータ回路と後段に増幅回路を設けて構成した
としても同様の結果が得られる。これを第12図に示す
。また本実1M例の説明においては電子写真を用いたカ
ラー画像形成装置を例にしたが、電子写真に限らずイン
、クジエツト記録、サーマル転写記録等の種々の記録法
を通用することも可能である。また、複写装置として読
取部と像形成部が近接して配置された例を説明したが、
勿論離隔させて通信線路により画像情報を伝達する形式
でも勿論本発明を適用できる。
以上のように、3種類の色分解フィルタに2f!11類
の補色フィルタを瓜ね合わせたカラーラインセンサーを
用い、各色分解信号のカラーバランスをとることにより
、点順次色信号のままで各色分解信号共通に振幅を制御
することが可能な振幅コントロール手段を設けることに
より、各色毎にS/)1回路を通して点順次色信号を同
時色信号に分離し、それぞれの色について同様な信号処
理回路を設けてやる必要がなくなり、イメージセンサチ
ップ1チヤンネルあたり1つの信号処理回路系で済む。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば信号処理系がF34
Lになり、特に複数のイメージセンサ−チップから構成
されているイメージセンサ−においては非常に回路規模
を小さくすることが可6ヒとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本実施例のデジタルカラー複写機におけるソー
ダ部のビデオ信号処理ユニットのブロック図、 第2図(a)はカラーCCDセンサーの配置図、第2図
(b)は第2図(a)の各部の信号タイミング図、 第3図(a)はCCO駆動信号生成回路(システムコン
トロールハルスジ;ネレータ16内回路)を示す図、第
3凹(b)12第3図(a)の各部の信号タイミン7′
図。 第4図はCCDの駆動タイミング図、 第5図はアナログ信号処理回路の1チヤンネルの従来例
を示すブロック図、 第6図は第5図の各部の信号タイミング図、第7図は本
発明の色分解フィルタ構成図、第8図(a)はR,G、
Bフィルタのみの場合の分光感度特性図、 第8図(b)はMaフィルタの分光感度特性図、第8図
(C)はcyフィルタの分光感度特性図、第8図(cl
)は本発明の色分解フィルタの分光感度特性図、 第9図は第1図のアナログ信号処理回路9の1チヤンネ
ルの本実施例を示すブロック図、第10図は第9図の各
部の信号タイミング図、第11図は電圧制御型増幅回路
の特性図、第12図は本発明の他の実施例を示すアナロ
グ信号処理回路9の1チヤンネルのブロック図、第13
図(a)は第9図の乗算器41の回路図、第13図(b
)はそのコード表を示す図である。 IQ to  l(J 第 図(b) 第 図 波長(nm ) 第 図 第 図 (b) シA〔 天 (nm) 第 図 (C) 第 図 (d) 第 図 テ・−夕へ・ス533 第13 図 第13 図 (b)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)センサーチップ上の光電変換部上に3種類の色分解
    フィルタを有するカラーラインセンサーと、 該3種類の色分解フィルタのうちの2種類の色分解フィ
    ルタに重ね合わせた補色フィルタとを具えたことを特徴
    とする画像読取装置。 2)請求項1記載の画像読取装置において、3種類の色
    分解フィルタをレッド、グリーン、ブルーとし、2種類
    の補色フィルタをシアン、マゼンタとしたことを特徴と
    する画像読取装置。
JP63214878A 1988-08-31 1988-08-31 画像読取装置 Pending JPH0265365A (ja)

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JP63214878A JPH0265365A (ja) 1988-08-31 1988-08-31 画像読取装置

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