JPH0310463A - 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） 本発明はファクシミリやデジタル複写機やイメージスキ
ャナ等に用いられる原稿読取装置に関する。

〔従来の技術〕

原稿の画像を読取る手段としては、光源とレンズ系とラ
インセンサおよびＡ／Ｄ変換器が基本構成であり、ライ
ンセンサや光学系は種々の方法が用いられている。低画
質で良い装置にはＡ／Ｄ変換器の代わりにアナログ比較
器で十分であるが、多階調のデジタル画信号を得るには
Ａ／Ｄ変換器を利用し、さらに光源やレンズやセンサの
バラツキを補正するために、シェーディング補正と称す
る補正手段が多用されている。ソニーディング補正手段
は原稿読取に先立って、主走査方向に延在した主基準白
板を設けて、そのときのデジタル画信号を基準自画信号
としてＲＡＭ　（ランダムアクセスメモリ）などの記憶
手段により記ｔ＠シておき、この値をＤ／Ａ変換してＡ
／Ｄ変換器のリファレンス信号に加えたり、純デジタル
的に基準自画信号と読取動作中のデジタル画信号とを除
算器などの除算手段により除してシェーディングを補正
するものである。これらシェーディング補正手段のうち
、前者の方式は各画素毎にＡ／Ｄ変換器のリファレンス
電圧が著しく変動するので高速読取には不向きであり、
除算器を用いて純デジタル的に処理する方が優れている
。

また光源として蛍光灯のように周囲温度によって著しく
照度が変化する場合は原稿読取の始めと終わりでは、同
じ明るさの原稿でもデジタル画信号が太き（異なってし
まうために、蛍光灯にヒータを付けて温度の安定化を計
るなどの方法も採用されている。さらに改良として副走
査方向の副基準仮を設ける方法も提案が成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕 上述のような従来の原稿読取装置においては、シェーデ
ィング補正手段として純デジタル的に処理しようとする
と、Ａ／Ｄ変換器のリファレンス信号としては一定の値
にしておく必要があるとともに、光源のバラツキやセン
サのバラツキあるいは光源の温度依存による変動も考慮
して、人力としてのアナログ画信号のピーク値に対して
十分に大きく設定しなければならず、グイナミノクレン
ジを著しく小さくしていた。Ａ／Ｄ変換器のビット数を
増やせばこの問題は解消されるが、Ａ／Ｄ変換器の著し
いコストアンプとなる。

また光源の照度の変動を補正するために、ヒーターを取
り付けると、プリヒート期間が必要で、即座に読取動作
に移れないし、コストアップにもなる。副走査方向に副
基準白板を設ける方法は提案されてはいるものの、十分
な性能を得るのが困難であったり、実際の画像読取装置
では伝送上の待ち時間に光源を消燈するなどの手段を用
いるために、その際の照度変動に対処できず、実際には
あまり利用されていないのが実情である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は−Ｆ述のような種々の問題点を解決するために
、主走査方向に主基準白板と、副走査方向に副基準白板
を設けた上で、アナログ画信号をデジタル画信号に変換
するＡ／Ｄ変換手段、ピーク値を検出するピーク検出手
段、主基準白板のピーク値をロードするとともにその値
をアップダウンすることができるアップダウンカウント
手段、アップダウンカウント手段の出力をＤ／Ａ変換し
てＡ／Ｄ変換手段のリファレンス電圧として供給するＤ
／Ａ変換手段、初期値の副基準白板のピーク値を記憶す
る副走査ピーク記憶手段、読取動作中のピーク検出手段
の内容と副走査ピーク記憶手段との内容を比較してアッ
プダウンカウント手段の７ノブダウンを選択信号として
出力するデジタル比較手段を設けて構成した。

（作用〕 上述のように構成し、先ず原稿の読取動作に先立ってＤ
／Ａ変換手段の入力を全て“ｌ”とする。

そこで主基準白板のピーク値をアップダウンカウント手
段にロードして、その値をＤ／Ａ変換手段に入れると、
Ａ／Ｄ変換手段は主基準白板のビク値を最大値としてＡ
／Ｄ変換される。そこで次にその状態で副基準白板のピ
ーク値を副走査ピーク記憶手段に記憶しておけば原稿の
読取動作中に例えば光源の照度が大きくなれば副基準白
板のピーク値は増大するので、先の初期値と比較して大
きいので、アップダウンカウント手段の内容をアンプす
る。すると今度はピーク値は下がる。この様に、アンプ
ダウンを繰り返しながら、常に副基準白板のピーク値が
一定となる様にＡ／Ｄ変換手段のリファレンス電圧を調
整して副走査方向の感度の変動が補正される。このデジ
タル画信号は後段で純デジタル的にシェーディング補正
され、変倍や輪郭強調等のデジタル画像処理手段を経て
、インターフェイス手段より出力される。

〔実施例〕

以下本発明を実施例の図面とともに説明する。

第１図および第２図は本発明の一実施例の画像人力装置
の構成ブロック図とそのタイムチャート図である。ライ
ンセンサ１はＣＣＤイメージセンサやフォトトランジス
タアレーなどの公知の各種のものが使用でき、一般にラ
イン信号りとクロックＣを人力すると出力がでてくる。

ラインセンサｌの出力はアナログ処理手段２によって、
ゲインの調整やサンプルホールドなどを行う公知のもの
でその出力はアナログ画信号ＳとしてＡ／Ｄ変換手段３
に入力される。アナログ処理手段２はゲイン調整など不
要であれば、必ずしも設けなくとも良く、直接Ａ／Ｄ変
換手段３に人力しても良い、アナログ画信号Ｓはクロッ
クＣに従って主走査方向に画素毎に出力される。第２図
に示すように、基準となる白板を読んでも出力は平坦と
はならない。

Ａ／Ｄ変換手段３は一般的なＡ／Ｄ変換器であり、リフ
ァレンス電圧の範囲内の入力をＡ／Ｄ変換しデジタル画
信号りを出力する。

ピーク検出手段４は例えばラッチとデジタルコンパレー
タとデータセレクタで容品に構成することができ、第２
図に示すようにゲート信号Ｇをラッチのイネーブルとし
てクロックでう・７チすれば良い、その際ラッチしてい
るデータよりもＡ／Ｄ変換手段３の出力の方が大きいと
きにその出力をラッチすることでピークを検出すること
ができる。

さて画像読取動作に先立って、原稿読取領域の端部に主
走査方向に延在した主基準白板を読取り、ゲート信号Ｇ
の０１で示すように１ライン全ての範囲内でピーク検出
手段４でピークを検出すると、ｌラインの終了後のピー
ク検出手段４の出力はデジタル画信号りの最高位を保持
しているので、このデータをアップダウンカウント手段
５にＵ／Ｄロード信号Ｕのタイミングでロードすれば、
その値をＤ／Ａ変換手段６に入力することができる。

アップダウンカウント手段６は一般的なアップダウンカ
ウンタで良いル、ピーク検出手段４の出力を一度ランチ
した後にアップダウンカウント手段５にロードしても良
い、Ｄ／Ａ変換手段６は一般的なり／Ａ変換器で良く、
出力ＲはＡ／Ｄ変換手段３のリファレンス電圧として供
給する。ところでゲート信号ＧのＧｌで示した主走査方
向のピーク値を検出する際に、Ｄ／Ａ変換手段６の人力
は最高位のデータを人力しておき、そのときのＤ／Ａ変
換手段６の出力Ｒよりもアナログ画信号Ｓは小さくなる
ように設定しておく。Ｄ／Ａ変換手段６の入力を最高位
つまり全て“ｌ”にセットする方法は、例えばアップダ
ウンカウント手段５に全て“１“をプリセントするとか
、あるいはアップダウンカウント手段５の出力にオアゲ
ートを設けておき、ゲート信号ＧのＧｌのタイミングの
とき“１″を入力しても良い。

上記の動作によってＡ／Ｄ変換手段３のリファレンス電
圧はアナログ画信号Ｓの最高の値となっているので、ダ
イナミックレンジを最高に広くすることができる。ピー
ク検出手段４はＵ／Ｄロード信号Ｕによってアップダウ
ンカウント手段５にロードした直後にリセットする。

次の動作の説明をする。Ａ／Ｄ変換手段３のリファレン
ス電圧Ｒが主走査方向のアナログ両信号Ｓの最高位とし
た段階で、今度はゲート信号ＧをＧ２で示す様に狭（す
る、このＧ２で示した領域に副走査方向の副基準白板が
設けてあり、常にこのＧ２の期間では副基準白板を読取
る様に構成しておく、このＧ２の期間は主走査方向の前
端でも後端でも良い。この状態でピーク検出手段４はこ
の０２の期間内の副基準白板の最高値を保持するので、
そのデータをラッチ回路で構成される副走査ピーク記憶
手段７にランチ信号Ｍのタイミングで記憶する。このと
きの記憶されたデータが初期データとして用いられるこ
とになる。ライン信号りのタイミングに合わせて、ゲー
ト信号ＧのＧｌと６２は続けて行われる様に示している
が、数ライン空けても良い、しかし、光源に蛍光灯を用
いると刻々照度が変化するので、Ｇ１直後に６２のゲー
ト信号Ｇを送るのが好ましい。

さて次の動作として、毎ラインゲート信号ＧのＧ３で示
すように０２と同じ期間だけピーク検出手段４はピーク
を検出しているので、ピーク検出期間の後に副走査ピー
ク記憶手段７の内容とピーク検出手段４の内容とを一般
的なデジタルコンパレータから成るデジタル比較手段８
によって比較し、新しいピーク検出手段４の内容の方が
大きいときアップダウンカウント手段５を７ソプするべ
く信号Ｕ／Ｄを送出する。このことにより、光源照度が
変動してもその変動に見合ってＡ／Ｄ変換手段３のリフ
ァレンス電圧Ｒが変化するので、安定したデジタル画信
号りを得ることができる。

図は省略するが、第１図のデジタル画信号りは後段のシ
ェーディング補正手段へと入力される。

シェーディング補正手段は、第２図のゲート信号Ｇの６
１のタイミングの後に、デジタル画信号りをＲＡＭなど
に基準白データとして記憶しておき、読取動作中は読取
時のデータをこの基準白データで除算することで達成で
きるものである。

次に主基準白板と副基準白板の構成について説明する。

第３図及び第４図は本発明の実施例での光学部を示す側
面構成図であり、第３図は主走査方向から第４図は副走
査方向から見た側面構成である。実施例の図は密着形と
称される読取幅と同サイズのラインセンサを用いたもの
を示しているが、それに限ったも、のでない。

第３図に於いて、ラインセンサ９と結像レンズｌＯと光
ａｈとで光学部つまり光電変換手段を構成しており、こ
の光学部を副走査方向（矢印）に走査することで原稿を
読取る。結像レンズ１０はロンドレンズアレー、光源１
１は蛍光灯として示している。原稿ガラス板１２の副走
査方向の端部に主基準白板１３が主走査方向全域に亘っ
て延在して設けられており、図の位置で基準となる白デ
ータを読取ることができる。主基準白板は酸化マグネシ
ウム系のセラミック板やプラスチック板あるいは白いテ
ープでも良いが均一な反射特性を要する。

第４図には副基準白板１４を示している。ラインセンサ
９が副基準白板１４を読取る領域はラインセンサ９の端
部であり、副基準白板１４ａは原稿ガラス板１２上に副
走査方向全域に亘って延在して設けられる例を示してお
り、副基準白板１４ｂは結像レンズｌＯの上部に小片と
して設け、光学部と一体化されて副走査方向に移動する
場合のものである。

後者の副基準白板１４ｂの方が、常に同じものを読取っ
ているので副基準白板１４のキズや汚れに対して影響が
無いが、アナログ画信号が著しく大きくなってしまう場
合には反射率の小さい材料（例えば灰色）にする必要が
ある。

第１図及び第２図で示した動作において、例えばデータ
伝送時にビジー等が発生して、暫くの開光源を消灯する
必要があるとき、・アップダウンカウント手段５のアッ
プダウンをディスエーブルとしておき、ビジー解除の段
階で何ラインがアップダウンカウント手段５のアップダ
ウン動作をさせれば、消灯によって照度が変動しても回
復させることができる。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように本発明によればアナログ画信号を
デジタル画信号に変換するに際し、ダイナミックレンジ
を最大限に広くとることができるので、量子化誤差が極
めて小さくできて階調性に優れ、光源のバラツキやライ
ンセンサのバラツキを広く許容してもダイナミックレン
ジが広いので公差を広くとれ、更に光源の照度変化やラ
インセンサの感度の変動に対して刻々追従して安定化を
計ることができるので、原稿の読取開始時と読取終了時
での明度の差が発生せず、多階調でも精度良く読み取る
ことができ、特にフルカラーの画像読取の場合には優れ
た色再現を得ることができるなど、数々の効果を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例の画像入力装置の
構成ブロック図とそのタイムチャート図、第３図と第４
図は本発明の一実施例の光学部を示す側面構成図である
。 ラインセンサ アナログ処理手段 Ａ／Ｄ変換手段 ピーク検出手段 アップダウンカウント手段 Ｄ／Ａ変換手段 副走査ピーク記憶手段 ８ ・デジタル比較手段 ３ ・主基準白板 ４ ・副基準白板 以 上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原稿をラインセンサでアナログ画信号を得る光電変換手
   段と、アナログ画信号をデジタル画信号に変換するＡ／
   Ｄ変換手段とを有する画像読取装置において、主走査方
   向に主基準白板と、副走査方向に副基準白板とを設け、
   アナログ画信号をデジタル画信号に変換するＡ／Ｄ変換
   手段と、Ａ／Ｄ変換手段の出力のピーク値を検出するピ
   ーク検出手段と、主基準白板を読取ったときのピーク検
   出手段の内容をロードするとともにアップダウンカウン
   トするアップダウンカウント手段と、主基準白板を読み
   取った直後に副基準白板を読取ったときのピーク検出手
   段の内容を初期値として記憶しておく副走査ピーク記憶
   手段と、アップダウンカウント手段の出力をＤ／Ａ変換
   してＡ／Ｄ変換手段のリファレンス電圧として供給する
   Ｄ／Ａ変換手段と、原稿読取動作中にピーク検出手段の
   内容と副走査ピーク記憶手段の内容とを比較して、アッ
   プダウンカウント手段のアップダウンを選択するデジタ
   ル比較手段とを有することを特徴とする画像読取装置。