JPH03120951A - 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］ 本発明は白色基準板を読み取って得られる白情報を演算
して得られる全白情報に基づきシェーディング補正する
ようにした画像読取装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来の画像読み取り装置、例えば、イメージスキャナは
、光源の不均一性、センサの不均一性、いわゆるｃｏｓ
’θ効果の電気的な補正に必要とされるシェーディング
補正を、シェーディング補正用白色基板からの反射光を
光電センサで受け、充電変換して全白色信号を得るよう
になっていた。

しかし、白色基準板１ライン分のデータに基づき、シェ
ーディングを行なう場合は、読み取った１ラインにごみ
等が付着していて正確な全白信号が得られないることが
あるため、シェーディング補正が正確に行なえないとい
う問題点があった。

このような問題点を解決する方法として、より正確な全
白信号を得るため、白色基準板を複数ライン分だけ読み
取り、その平均値に基づきシェーディング補正を行なう
方法が提案されている。

［発明が解決しようとする課Ｂ］ しかしながら、平均値があるラインのごみ等が付着した
画素と他のラインのごみ等が付着していない画素から求
められた場合は、極端に異なった平均値に基づきシェー
ディング補正が行なわれることになり、シェーディング
補正が正確に行なえないという問題点があワた。

また、平均値の算出には、加算を数回行なった後、除算
を行なう必要があるので、平均値算出に要する時間に限
界があり、それ以上算出時間を短縮することができない
という問題点があった。

本発明の目的は、上記のような問題点を解決し、より適
正なシェーディング補正を行なうことができる画像読取
装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するため、本発明は、白色基準板
と、該白色基準板を副走査方向に少なくとも３ラインだ
け不連続に読み取る読取手段と、該読取手段の読み取り
によって得られる白情報を画素ごとに記憶する記憶手段
と、該記憶手段から読み出された各ラインの同一画素の
白情報を所定演算して全白情報を求める演算手段とを備
えたことを特徴とする。

［作　用］ 本発明では、白色基準板を副走査方向に少なくとも３ラ
インだけ不連続に読み取り手段により読み取り、読取手
段の読み取りによって得られる白情報を画素ごとに記憶
手段に記憶し、記憶手段から読み出された各ラインの同
一画素の白情報を演算手段により所定の演算をして全白
情報を求める。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示す。

（１）構成（第１図〜第４図） 第１図および第２図において、１は原稿画像読み取り装
置（以下、リーダという）である。２はリーダ本体で、
プラテンガラス２７上の原稿（画像下向き）を原稿照明
ユニット２４により照射し、反射ミラー２５を介して、
レンズ２６により主走査方向に配列された複数の受光素
子からなる読み取り手段としての電荷結合デバイス（Ｃ
ＣＤ）　２２に原稿像を結像させるように構成しである
。原稿照明ユニット２４およびミラー２５は、図示しな
い駆動系により主走査方向と直交する副走査方向に８動
可能である。３は原稿自動送り装置（以下、＾ＤＦとい
う）で、原稿載置台３１上にシート状原稿（原稿は上向
き）は、第１図に破線で示す矢印の方向に搬送され、原
稿排出台３２上に排出されるようになフている。

２１は制御ユニット、２３はＣＣＤ　ドライバで、それ
らの構成を第３図に示す、２８はブックモード時基準位
置指標板、３３はシート（スルー）モード時基準位置指
標板である。

ＡＤＦ　３の原稿搬送や、光学系走査の駆動に用いられ
るモータには、ステッピングモータが採用され、ステッ
ピングモータ駆動用パルスの周波数を変化させることに
より、搬送や走査の速度を自由に変化させることができ
るようになっている。

原稿の先端がリーダ１の原稿照明位置に到達したか否か
は、八〇Ｆ　３に配置された図示しない原稿先端検知セ
ンサにより検出されるようになっている。

第４図において、３６は白色基準板、３７は原稿突き当
て部である。

（２）リーダ１の動作（第１図、第３図）リーダ１には
、綴じ込みのない一般用紙（シート）原稿を、ＡＤＦ　
３により副走査方向に搬送しながら画像を読み取るシー
ト（スルー）モードと、書籍（本）のように綴じ込みの
ある原稿をプラテンガラス２７上に載置して原稿照明ユ
ニット２４およびミラー２５を副走査方向に移動させる
ことにより画像を読み取るブックモードを設定できるよ
うになっている。

（ａ）シート（スルー）モードにおけるリーダ１の動作
の説明 ＡＤＦ　３の原稿載置台３１上に原稿（画像が上向き）
が載置された状態で、外部装置により各種モードの指示
が入力される０例えば、画素密度を４００ｄｐｉ、３０
０ｄｐｉ、２００ｄｐｉのいずれにするか、画像信号を
２値信号にするか、あるいは、多値信号にするか等であ
る。各種モードの指示が入力されると、ＣＰＵ　２０８
は、予め、タイミング信号発生回路２０９やセレクタ２
０６に制御信号を送出して画素密度や画像信号形態を設
定しておく。また、光学系の原稿照明ユニット２４が原
稿読み取り位置にあるか、あるいはＡＤＦ　３による原
稿読み取り位置にあるか否かをシートモード時の基準位
置指標板３３により確認する。

確認した結果、原稿がへ〇Ｆ原稿読み取り位置にない場
合には、次の原稿読み取り開始指令によって読み取りを
開始する前に、原稿照明ユニット２４が移動される。他
方、外部装置により原稿読み取り開始指令が入力される
と、ＣＰＵ　２０８によりランプ制御信号が出力されて
照明ユニット２４のランプが点灯され、ＡＤＦ　３に原
稿移送開始指令が出力される。これにより、ＡＤＦ　３
の原稿載置台３１に載置された原稿が、第１図に示す矢
印Ｂ方向、すなわち、破線で示す経路に沿って搬送され
る。

そして、原稿が原稿照明位置に到達するまでの間、ＣＯ
Ｄ　２２に結像された画像は、後述するように、ディジ
タル値に変換されて、インターフェース回路２０７に入
力されるが、これは本来の画像でないため、ＣＰｏ　２
０８により画像信号が出力されないように、インターフ
ェース回路２０７に出力「不可」の制御信号が出力され
る。

次に、原稿が原稿照明位置に到達すると、ｃｐｕ２０８
によりインターフェース回路２０７に対して画像信号出
力「可」の制御信号が出力され、読み取られた画像信号
が、順次、外部装置に送出される。そして、原稿後端が
原稿照明位置を通過し終えたとき、原稿先端検知センサ
により原稿後端が検知され、再度、インターフェース回
路２０７に対して画像信号出力「付加」の制御信号出力
が指令され、インターフェース回路２０７により画像信
号の出力が停止される０画像信号出力停止と同時に、原
稿読み取り終了信号が外部装置に出力される。その後、
所定時間内に外部装置から原稿読み取り指令が送出され
ない場合は、ＣＰ［Ｉ　２０８により原稿照明ユニット
２４のランプが消灯され、一連の動作を終了する。

（ｂ）ブックモードにおけるリーダ１の動作の説明この
モードの場合、原稿はプラテンガラス２７上に画像を下
向きにされ、第１図において右端が原稿の先端となるよ
うに載置される。また、光学系の原稿照明ユニット２４
は、第１図において、右端が初期位置となり、ブックモ
ード時基準位置指標板２８により基準位置が確認される
。

また、原稿読み取り開始前の画素密度や画像信号の設定
、および、転送速度の設定は、シート（スルー）モード
の場合と同様である。

外部装置により原稿読み取り開始指令が入力されると、
ＣＰＵ　２０８によりランプ制御信号が出力されて原稿
照明ユニット２４のランプが点灯される。

しかし、直ちに、原稿走査が開始されることなく、ラン
プの光量が安定するまで、約３００ｍ５〜５００ｍ５の
間待機する。この間、シート（スルー）モードの場合と
同様に、インターフェース回路２０７に画像信号が入力
されるが、ＣＰＵ　２０８からの制御信号により外部装
置には画像信号が出力されない。外部装置により原稿読
み取り開始指令が入力されると、後述するシェーディン
グ補正を行なった後、直ちに、原稿照明ユニット２４が
第１図に示す矢印Ａの方向に８勤され、走査が開始され
る。原稿照明ユニット２４の初期位置からプラテンガラ
ス２７上の原稿先端位置までの距離は、約２ｍｍ〜３ｍ
ｍあるから、この間に図示しないステッピングモータに
よる光学系の走査速度が安定するように制御される。そ
して、原稿照明ユニット２４が原稿先端位置まで来たと
き、ＣＰＩＪ　２０８によりインターフェース回路２０
７に画像信号出力「可」の制御信号が出力され、読み取
られた画像信号が、順次、外部装置に伝送される。

光学系の走査長は、ＣＰＵ　２０８によりステッピング
モータが駆動されるパルス数によって一義的に決定され
るため、ＣＰＵ　２０８から必要なパルス数をステッピ
ングモータにｍ力した時点で、原稿読み取り終了と判断
し、ランプオフおよびステッピングモータの反転制御を
行なうとともに、原稿読み取り終了信号を外部装置に出
力する。　ＣＰＵ　２０８によるステッピングモータの
反転制御により、原稿照明ユニット２４は第１図に示す
矢印Ｃ方向に進み、ブックモード時基準位置指標板２８
により、初期位置に到達したことが検出された時点で停
止する。この光学系戻りの期間に、外部装置から次の原
稿読み取り開始指令が来ない場合には、初期位置に停止
して一連の動作を終了する。

（３）回路動作（第３図、第６図） つぎに、第３図に示す回路の動作を第６図に示す各信号
タイミングチャートに基づいて説明する。

第１図示のＣＣＤ　ドライバ２３上のＣＣＤ２２は、制
御ユニット２１上のタイミング信号発生回路２０９（第
３図、２１Ｇは発振器を示す）によって生成される各タ
イミング信号φｈφ２．φＲ１φＳＨＣ第６図）により
、ＣＯＤ駆動回路２０３を通して駆動される。

（：ＣＤ　２２より出力される画像アナログ信号は、ア
ンプ２０１により増幅されて、アナログ／ディジタル（
＾１０）コンバータ２Ｇ２に人力される。この＾／ロコ
ンバータ２０２においては、タイミング信号発生回路２
０９で生成されたタイミング信号φ１０により、画像信
号がアナログ信号から８ビツトのデジタル信号に変換さ
れ、制御ユニット２１に出力される。

制御ユニット２１では、入力したディジタル画像信号に
対し、照明ユニット２４の光量の不均一性、レンズ２６
の透過不均一性およびＣＯＤ　２２の感度不均一性に起
因する画像信号レベル不均一（シェーディングと呼ぶ）
をシェーディング補正回路２１１により除去する。そし
て、シェーディング補正されたディジタル画像信号を、
前述の２値モードと多値モードのいずれかで外部装置に
出力し得る。

この２モードのどちらで出力するかは、外部装置からの
指令に基づき、セレクタ２０Ｂにより決定される。

リーダ１は２５Ｂ（８ビツト）の階調があるので、多値
モードの場合には、８ビツトの画像信号をセレクタ２０
６に人力し、これが選択され、インタフェース回路２０
７に入力される。インタフェース回路２０７では、多値
モードの場合、１画素分を８ビツトとし、外部装置に出
力する。

また、２値モードの場合は、ＣＰＩＩ２０８から出力さ
れるスライスレベルにより、２値化回路２０５により８
ビツトの画像情報が１ビツトの画像情報に変換され、セ
レクタ２０６に入力される。このスライスレベルには２
通りあり、１つは外部装置より指定された情報で、この
場合、この情報をそのままＣＰｔ１２０１１が２値化回
路２０５へ出力する。他の１つは地肌濃度検出回路２０
４で画像主走査方向！ラインごとの最大濃度値（最も明
るい値）を検出し、これをＣＰＯ２０８が取り込み、数
ライン分を平均した結果をスライスレベルとして２値化
回路２０５に出力する。

このようにして２値化された画像信号は、セレクタ２０
６に入力され、２値モードの場合は、インタフェース回
路２０７より８画素分を圧縮して８ビツトとして外部装
置に出力する。

（４）画素密度変換方法（第７図） つぎに、本実施例において行う画素密度変換方法を説明
する。

第７図（ａ）〜第７図（Ｃ）に、それぞれ、リーダ１の
光学系副走査方向のイネーブル信号ＶＥとシステムクロ
ック信号ＣＬＫ、　ＶＥ信号１周期に相当するクロック
信号ＣＬにの２つの拡大図を示す。

第７図（ａ）は、例えば、画素密度が４００ｄｐｉの場
合で、ＶＥ傷信号１周期が光学系走査モータの１ライン
分となっており、また、クロック信号ＣＬにの周期は、
ＣＣＤ２２　　（第１図、第３図）を駆動する各タイミ
ング信号φ１．φ２等（第６図）と同一の周期になって
いる。

第７図（ｂ）は画素密度が２００ｄｐｉ、すなわち、第
７図（ａ）の場合の１７２の画素密度の場合で、ＶＥ傷
信号よびクロック信号ＣＬＫの周期は、第７図（ａ）に
示す場合の１７２になっている。

ＶＥ傷信号ＣＰＵ２０８により制御され、第７図（ａ）
の場合と同様に、光学系走査モータが回転し、同一周期
で画像信号が得られるが、外部装置には、ＶＥ傷信号ア
クティブの場合にのみ出力されるようになっている。ま
た、クロック信号ＣＩＪはＣＰＵ２Ｑ８によりタイミン
グ発生回路２０９を制御することにより、第７図（ｂ）
に示すクロック信号ＣＬＫを、地肌濃度検出回路２０４
，２値化回路２０５、およびインターフェース回路２０
７に出力するため、２画素に１回の割合で画像信号をイ
ンターフェース回路２０７に出力する。したがって、光
学系の主走査および副走査は、ｌ／２の画素密度に対応
する。

第７図（ｃ）においては、画素密度が第７図（ａ）の場
合のｌ／４、すなわち１００ｄｐｌとなる。

（５）画像信号送出方法（第８図） 画像信号用のラインバッファ２１４は、通常、円滑に画
像読み取りが行なえるように、第８図に示すように、２
ライン、例えば、第１ライン３４と第２ライン３５があ
り、それぞれのラインはラインバッファに画像信号を読
み込むか、あるいは、ラインバッファの画像信号を外部
装置へ送出するかのいずれかがバッファ制御回路２１５
により制御される。

次に、画像読み取り時のシーケンスを説明する。

■第１ラインを書き込みモードにして画像情報を読み込
み、 ■第１ラインを送出モードにして画像情報を送出すると
ともに、第２ラインを読み込みモードにして画像情報を
読み込み、 ■第１ラインを読み込みモードにして画像情報を読み込
むとともに、第２ラインを送出モードにして画像情報を
送出する。

以後、■、■を繰り返す。

（６）シェーディング補正方法（第５図）第５図は第３
図示シェーディング補正回路２１１の構成を示す。

図において、２１２は記憶手段としての記憶装置で、Ｃ
ＯＤ　２２によりシェーディング補正用の白色基準板を
読み取って得た基準白色信号を３ライン分記憶するもの
である。２１３は演算手段としての分割器で、記憶装置
２１２に記憶された基準白色信号により、ＣＣＤ　ドラ
イバ２３から送出される３ライン分の白情報のうち中間
の値、すなわち、第２番目の値をその画素位置における
全白情報としてシェーディングを補正するものである。

第９図はブックモード時のＣＰＵ　２０Ｂによるシェー
ディング補正手順を示すフローチャートである。

ステップ５１にて、光学系２４をホームポジョンから第
１図においてＡ方向に移動させ、第４図に示す白色基準
板３６のシェーディング補正開始位置まで移動させる。

ステップＳ２にて、白色基準板３６を１ライン分だけ読
み取り、読み取った白画像を記憶装置２１２に記憶させ
る。ついで、ステップＳ３にて、光学系２４を１０ライ
ン分だけ進め、ステップＳ４にて、白色基準板３６を１
ライン分読み取って白画像を得る。この白画像をライン
バッファ３４に記憶する。ステップＳ５にて、光学系２
４を１０９４２分だけ進め、ステップＳ６にて、白画像
を得て、この白画像をラインバッファ３５に記憶する。

このようにして３ライン分の白画像を記憶させた後、光
学系２４を画像読み取り開始位置に進めるまでの間に、
ステップＳ７にて、各画素ごとに中間値を選択し、各記
憶装置２１２にそれを記憶させ、最終的な全白信号とす
る。各記憶装置の状態の一例を第１０図に示す。

第１１図はＣＰＵ　２０８による中間値選択手順を示す
フローチャートである。

（ａ）ステップ５１１にて、各記憶装置に記憶された白
画像Ａ、Ｂ、（：のうち、白画像Ａ、Ｂを比較し、比較
した結果、白画像Ｂが白画像Ａより大きい場合は、ステ
ップＳ１２に移行し、ステップＳ１２にて、白画像Ａ、
Ｃを比較する。比較した結果、白画像Ｃが白画像Ａより
大きい場合は、ステップ５１３に移行し、ステップＳ１
３にて、白画像Ｂ、Ｃを比較する。比較した結果、白画
像Ｂが白画像Ｃより大きい場合は、ステップＳ１４に移
行し、ステップ５１４にて、白画像Ｃを中間値Ｄｍ１ｄ
とする。

（ｂ）ステップＳ１２にて、比較した結果、白画像Ａが
白画像Ｃより大きい場合は、ステップ５１８に移行し、
ステップ５１８にて、白画像Ａを中間値Ｄｓｌｄとする
。

（Ｃ）ステップ５１３にて、比較した結果、白画像Ｃが
白画像Ｂより大きい場合は、ステップ５１７に移行し、
ステップＳ１７にて、白画像Ｂを中間値Ｄ＋ａｌｄとす
る。

（ｄ）他方、ステップＳ１１にて、比較した結果、白画
像Ａが白画像Ｂより大きい場合は、ステップＳ１５に移
行し、ステップ５１５にて、白画像＾、Ｃを比較する。

比較した結果、白画像Ａが白画像Ｃより大きい場合は、
ステップ５１６に移行し、ステップ８１６にて、白画像
Ｂ、Ｃを比較する。比較した結果、白画像Ｃが白画像Ｂ
より大きい場合は、ステップ５１４に移行し、ステップ
５１４にて、白画像Ｃを中間値Ｄ１−とする。

（ｓ）ステップＳ１５にて、比較した結果、白画像Ｃが
白画像Ａより大きい場合は、ステップＳ１８に９行し、
ステップ５１Ｂにて、白画像Ａを中間値Ｌ＋Ｉｄとする
。

（ｆ）ステップ５１Ｂにて、比較した結果、白画像Ｂが
白画像Ｃより大きい場合は、ステップＳ１７に移行し、
ステップＳ１７にて、白画像Ｂを中間値Ｄｍｌｄとする
。

この手順から、中間値の決定には、白画像の大小比較を
最低３回行なえば良いことが分かる。

なお、本実施例では、白色基準板を３ライン分だけ読み
込む例を説明したが、画像信号用のラインバッファを４
ライン分有する場合は、白色基準板を５ライン分だけ読
み込み、その中間値を選択するようにすれば良い。

また、白色基準板の３ライン分の読み取り位置を、白色
基準板の右端部、中間部、および左端部にした場合、ご
み等の影響がより少なくなるという利点がある。

白色基準板の副走査方向の最大幅が１０．０　ａＩＩ（
１１８ライン分）である場合、第１２図に示すように移
動させる。すなわち、白色基準板の右端部（１ライン目
）で１ラインだけスキャンした後、光学系を５９ライン
分だけ移動、すなわち中間部に移動させ、白色基準板を
１ライン（６０ライン目）だけスキャンする。その後、
光学系をさらに５８ライン分、すなちわ左端部（１１８
ライン目）に移動させ、左端部を１ラインだけスキャン
する。

本実施例の画像読み取り装置は、上記のように構成した
ので、次のような利点がある。

■既存の装置を利用することができコストを軽減するこ
とができる。

■単純に白画像の大小を比較して全白信号を得るように
したので、処理速度がより遠くなワた。

■白基準板を、ごみの大台さ（約０．５　ｍｍ程度、約
６ライン分の幅）分の間隔を開けて不連続にスキャンす
るようにしたので、ごみに起因する異常な白レベルを除
去することができる。

■白色基準板の製造および組み立てに際して、大気中の
塵埃濃度を余り考慮する必要がなく、その分、コストを
軽減することができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、上記のように構
成したので、より適正なシェーディング補正ができると
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構造を示すブロック図、 第２図は本発明一実施例の外観を示す図、第３図は本発
明一実施例のＣＯＤ　ドライバ／制御ユニットの構成を
示すブロック図、 第４図はブックモード時に用いられる白色基準板の位置
を示す図、 第５図は第３図示シェーディング補正回路２１１の構成
を示すブロック図、 第６図は第３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７図は画素密度変換方法を説明する説明図、第８図は
第３図示画像信号用ラインバッファ２１４の画像読込と
画像送出を説明する説明図、第９図は第３図示ＣＰｔ１
２０８によるシェーディング補正手順を示すフローチャ
ート、 第１０図は第５図示記憶装置２１２の記憶データの一例
を示す図、 第１１図は第３図示ＣＰｔ１２０８による中間値選択手
順の一例を示すフローチャート、 第１２図は白色基準板を３ラインだけ読み取る場合のス
キャン方法の一例を説明する説明図である。 １・・・画像読み取り装置、 ２１・・・制御ユニット、 ２２・・・ＣＯＤ　。 ２３・・・ＣＣＤ　ドライバ、 ３４．３５・・・ラインバッファ、 ３ト・・白色基準板、 ２０８・−ｃｐｕ。 ２１１・・・シェーディング補正回路、２１２・・・記
憶装置、 ２１３・・・分割器。 ；ｆミテ６明−＊Ｗｊクリの７トＷｋｎへす図第２図 亘 づ、′／ツクモート時；用ｔ・つ低る８己１り夢彷υ簀
立置シ示ｆ図第９区 第１１区 臼已基租を３“フィンＴぞ１丁３ｔと耳ゾ４聾シ亡ｒの
ス〜ン！７活の一〇９２家宅明ζるＪｔ明図第７２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）白色基準版と、 該白色基準板を副走査方向に少なくとも３ラインだけ不
   連続に読み取る読取手段と、 該読取手段の読み取りによつて得られる白情報を画素ご
   とに記憶する記憶手段と、 該記憶手段から読み出された各ラインの同一画素の白情
   報を所定演算して全白情報を求める演算手段と を備えたことを特徴とする画像読取装置。 ２）請求項１において、演算手段は前記記憶手段から読
   み出された各ラインの同一画素の白情報から全白情報と
   しての中間値を求めるようにしたことを特徴とする画像
   読取装置。３）請求項１において、読取手段は副走査方
   向に前記白色基準板の両端部と中央部から読み取るよう
   にしたことを特徴とする画像読取装置。