JPH03268566A - 原稿読取装置 - 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】 〔概　要〕 原稿の画像情報をデジタル信号に変換する原稿読取装置
に関し 原稿の反射率に応して最適のタイミングレンジを設定で
きる手段をそなえた原稿読取装置を提供することを目的
とし 原稿面に対して照明光源を移動することにより原稿面を
走査し原稿読み取りを行う原稿読取装置において、原稿
に依存しない絶対白基準を用いて原稿読み取りを行う通
常読み取りモードと、原稿の明るさにより設定した相対
白基準を用いて原稿読み取りを行う高コントラスト読み
取りモードとを選択可能に設けた構成を持つ。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、原稿の画像情報をデジタル信号に変換する。

イメージスキャナなどの原稿読取装置に関する。

原稿読取装置はファクシミリやコンピュータへの画像入
力装置として利用されている。これら読取装置としては
、ＣＣＤイメージセンサなとで読み取るものが知られて
いる。これら読取装置には。

より一層の小型化、低価格化など、また高速読み取り、
高精度な読み取り、さらに操作性の向上などが望まれて
いる。

〔従来の技術〕

第５図（ａ）、　（ｂ）に、従来のデスクトップタイプ
の原稿読取装置の機構部の構成を示す。第５図（ａ）は
機構部の透視図、第５図ω）は蛍光灯ユニットの断面図
である。

第５図（ａ）、　（ｂ）において、１は蛍光灯ユニ７）
２は蛍光灯、　　３．　３’、　　３”はミラー、４は
レンズ５はＣＣＤセンサ、６は原稿、７は蛍光灯ユニッ
トガイド　８はモータ、９はワイヤーロー１１０は原稿
台ガラスである。

原稿台ガラス上に載せられた原稿６の下面は蛍光灯２に
よって照明される。原稿６の面からの反射光は５　ミラ
ー３．　３’、　　３”によって反射されレンズ４によ
って集束されて、ＣＣＤセンサ５に入射され、原稿面が
ライン状に読み取られる。

動作時にモータ８が回転して、蛍光灯ユニット１は、ワ
イヤーロー１９により引っ張られ、蛍光灯ユニットガイ
ド７に沿って副走査方向に移動するので、原稿面全体は
ラスク形式で読み取られる。

このように原稿読取装置の光源としては、−船釣に効率
が良く、安価で赤外成分を少なくできることなどから蛍
光灯２が用いられる。また蛍光灯ユニットｌは、原稿を
置くガラスの面にできるだけ接近した位置で原稿を照明
し、その反射光をレンズでセンサ上に結像させるように
している。

ところで蛍光灯の管の長手方向の光量分布は第６図に示
すように、中央が高く１両端が低くなっている。また、
レンズも１周辺光量の低下特性（コサイン４乗則）があ
る。さらに、センサには画素ごとの感度のバラツキがあ
り、−様な白色原稿を読み取っても１センサ出力は第７
図に示すような細かい凹凸がある山型の形になってしま
う。

また、蛍光灯の経時変化による光量の低下もある。

そこで通常、これらをまとめて、第８図のような−ｍな
出力を得られるように補正を行っている。

この補正は、シェーディング補正と呼ばれる。

このようなシェーディング補正は、たとえば第９図に示
すような構成で行う。原稿読取装置全体は、光学系と回
路系から構成される。

第９図において、２は蛍光灯、　　３．　３’、　　３
″はミラー　４はレンズ　５はＣＣＤセンサ、６は原稿
１０は原稿台ガラス、１１は白基準板、１２は増幅器Ａ
ＭＰ、　　１３はＡ／Ｄ変換器、１４．１５はスインチ
、　　１６は１ライン分のデータを記憶するＲＡＭ、１
７はＤ／Ａ変換器である。

原稿読み取りの前のシェーディング補正ではまず白基準
板１１を読み取る。白基準板１１　としては１反射率が
可能な限り１００％に近いものを選択する。例えば、白
色のセラミンクや白色塗装などであり９反射率は８５〜
９０％程度のものを利用する。

これにより、最も反射率の高い原稿に対して原稿読取装
置の出力が最大（たとえば、８ビツトで２５５）になる
ようにしている。白基準板１１の読み取りでは、スイッ
チ１４．１５ともＡに接続しておく。読み取りデータを
＋５■をリファレンスとしてＡ／Ｄ変換し、白基準板１
１の読み取り結果の原稿幅１ライン分のデータをＲＡＭ
１６に保存する。なお、基準白色に対するＣＣＤセンサ
出力の最大値は、＋５■により小さくなるようにＡＭＰ
１２の利得を調整しておく。

原稿読み取り時には、スイッチ１４．１５ともにＢに接
続しておく。読み取りライン上の各画素の出力に対応す
るＲＡＭ１６中のデータをＤ／Ａ変換し、これをリファ
レンスとして各画素の出力をＡ／Ｄ変換する。これによ
り、蛍光灯の光量の不均一やレンズの周辺光量の低下、
さらに各画素ごとの感度の不均一や蛍光灯の光量の経時
変化特性を補正した出力を得ることができる。

たとえば、シェーディング補正時と同じ白色を読み取る
と、読取装置出力は第８図のように読み取り位置によら
ず一定とすることができる。

以上の構成では、コントラストの高い原稿の読み取り、
すなわち、原稿の読み取り出力の最大値に対するセンサ
出力が＋５■に近いものでは、読取装置出力のダイナミ
ックレンジを有効に利用することができるが　コントラ
ストの低い原稿では読取装置出力は、低いレベルになっ
てしまい、出力画像はコントラストが低い画像となって
しまう。

これは、原稿の明るさ（濃度または反射率など）に忠実
な出力とは言えるが、ＣＲＴに出力したり、ＤＴＰ　（
デスクトンプバブリソシング）により、他の文書や画像
と編集してプリンタに出力したりすると１人間の感覚で
は薄暗い画像となり見栄えが良（ないものとなってしま
うという問題点があった。

〔発明が解決しようとするｔｌａ） 本発明は、原稿の反射率に応じて最適のダイナミックレ
ンジを設定できる手段をそなえた原稿読取装置を提供す
ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、原稿の明るさ（４度または反射率など）を忠
実に出力する「通常読み取りモードＪとコントラストを
向上させることができる「高コントラスト読み取りモー
ドｊとを原稿読取装置に備えるようにする。そして希望
により、これらの七ドを自由に選択できるようにする。

「通常読み取りモード」では、従来の装置と同しように
原稿を読み取る。「高コントラスト読み取りモード」で
は、原稿のもっとも明るい部分が、スキャナ出力のダイ
ナミ・ツクレンジの最大または、最大に近い値になるよ
うにし、読み取り画像のコントラストを上げられるよう
にする。

第】図は本発明の原理説明図である。図においで ２は照明光源の蛍光灯であり２図の左方に移動可能に設
けられている。

４は２原稿からの反射光を集束するレンズである。図で
は便宜上反射光式の例が示されているが透過先代とする
ことも可能である。

５は、−次元のＣＣＤセンサである。

６は、読み取り対象の原稿である。

ＩＯは１原稿を載せる原稿台ガラスである。

１１　は、シェーディング補正用の白基準板である。

２０は、原稿読取装置の制御装置であり９機構部の制御
を行い、読み取り信号の処理を行う。

２１　は、モード設定部であり１本発明乙こよる通常読
み取りモードと高コントラスト読み取りモトの任意の一
方を、マニュアル指定あるいはオンラインによる指定に
より制御装置に設定する。

２２は１通常読み取りモードの制御であり、白基準板ｌ
】を読み取って、その読め取りレベルを原稿の反射率等
には関係させずに絶対白基準として設定し、ＣＣＤセン
サ５の読み取り信号レヘルをデジタルデータに変換する
。

２３は、高コントラスト読み取りモードの制御であり、
原稿の読み取りに用いる白基準を原稿の反射率等に応し
て適切なレベルに設定可能トシ高コントラストの読み取
りを行う。すなわち反射率の高い原稿の白基準は高いレ
ベルとし１反射率の低い原稿の白基準は相対的に低いレ
ベルとして白基準を原稿に応して変更し読み取りを行う
。

〔作　用〕

本発明は、白基準が原稿に対して固定された通常読み取
りモードと、原稿の明るさ（反射率）に応して白基準の
レベルを変える高コントラスト読み取りモードとを任意
に選択可能にする。そのため原稿の地色や画像の濃度特
性、あるいは読み取り結果の品質に対する要求、読み取
り処理時間に対する要求などを考慮して、適切な原稿読
み取り動作を行わせることができる。

〔実施例〕

第２図に本発明第１実施例による制御装置の制御手順を
示す。図中の参照番号は、第１図中の同一要素のものを
そのまま用いている。

第２図において２制御装置２０のモード設定部２１は、
指定により通常読み取りモード２２または高コントラス
ト読み取りモード２３のいずれか一方の動作モードを選
択する。

通常読み取りモード２２は、第９図で説明した従来装置
の動作と同じであり２第１図の白基準板１１を読み取っ
てそのレベルを絶対白基準として設定し、原稿の読み取
り信号の変換に適用する。

高コントラスト読み取りモード２３では、白基準板を読
み取って絶対白基準を得るところまでは通常読み取りモ
ードの動作と同じであるが１次に第１回目の原稿読み取
りを行い１その読み取り結果のデータから最大値を求め
、その最大値を、先に記憶されている絶対白基準の読み
出し出力の最大値で割算した値に基づいて絶対白基準読
み出し出力を補正することにより原稿に最適の相対白基
準を作成し、それを用いて第２回目（木香）の原稿読み
取りを行って結果を出力する。

第３図は、第２図に示した本発明第１実施例によるンエ
ーディング補正部のハードウェア構成を示す。以下に動
作を説明する。

白基準板１１を読み取るときは、スイッチ１４１５をと
もにへの位置におく。このときＡ／Ｄ変換器１３にはリ
ファレンス電圧ｒｅｆ　、すなわチ白基準として一定電
圧±５■が印加される。これにより蛍光灯の光量不均一
やレンズの周辺光量の低下、センサの画素ごとの感度不
均一性および、蛍光灯の光量の経時変化などを補正する
ためのデータ採取を行う。ここで、白基準板１１を読み
取ったＣＣＤセンサ５からの１ライン分の画素のＲＡＭ
　＋６に記憶する。

続いて第１回目の原稿読み取りを行う。このとキスイノ
チ１５をＣの位置として７　スイッチ１４はＡのままと
する。

この状態で原稿読み取りを行い、読み取り結果のデータ
をＲＡＭ１８に格納し、さらにその中がら最大値をもつ
画素を検出し、その値を最大値検出回路１９に記憶する
。

このとき、最大価をもつ画素を１つだけ選択したのでは
、それがノイズである場合もあるため実際は、たとえば
大きい方から数画素のデータをとって、その平均値を原
稿全体の最大値とする。

続（第２回目の原稿読み取りでは５スイツチ１４　とス
イッチ１５の位置をＢとする。この第２回目の原稿読み
取りでは、第１回目の原稿読み取り時に記憶した最大値
を、ＲＡＭｌ６に記憶されている絶対白基準の最大出力
で割算し、その値をＡ／Ｄ変換器のリファレンスに入力
する電圧に乗算する。具体的には、ＲＡＭ　１６に記憶
されている絶対白基準の最大値を最大値検出回路１９で
求め、その値と、ＲＡＭ　１８に記憶されている第１回
目の読み取りデータの最大値とを演算回路２４に入力し
、前者で後者の値を割算し、その結果の値により増幅器
（ＡＭＰ）２５の利得を変化させる。

すなわち、コントラストの低い原稿の場合、第１回目の
読み取り時に記憶した最大値は、絶対白基準の最大出力
より小さくなるため、Ａ／Ｄ変換器１３のリファレンス
ｒｅｆに入力する電圧は１通常の読み取りのときより、
小さくなる。

以上により、原稿の最大コントラストを、Ａ／Ｄ変換の
ダイナミックレンジの最高レベルとすることができるた
め、読み取り画像のコントラストの向上が実現できる。

なお、第１回目の読み取り速度（センサの蓄積時間）は
、第２回目の読み取りより、高速（センサ蓄積時間を短
く）にしても良い。これによりトータルの読み取り時間
を短くできる。この場合センサ蓄積時間の比（２回目／
１回目）を定数として、Ａ／Ｄ変換器１３のリファレン
スｒｅｆに入力する電圧に乗算しておくことで、同一の
効果が得られる。

第４図に「高コントラスト読み取りモード」の第２の実
施例の原稿読み取り機構の構成を示す。

この例では、シェーディング補正用の白基準板を複数種
、たとえば図示の１１　ａ　、　１１　ｂ　、　１１　
ｃのように３種類備える。「通常読み取りモード」では
従来と同様の第１の白基準板１１ａを用いてシェーディ
ング補正を行う。

［高コントラスト読み取りモード」では、ユーザの指定
により第２または第３の白基準板１１ｂ１１ｃを選択し
、シェーディング補正を行う。

原稿読取装置に、蛍光灯ユニット（第４図参照）の位置
を判定できるセンサを設けでおり、たとえば、第２の白
基準板１１ｂが指定されたならその位置に蛍光灯ユニッ
トが移動して、白基準板１１ｂの読み取りを行うように
する。

シェーディング補正の方法は、従来と同様である。第１
の白基準板１１ａは、従来のものと同様で反射率が８５
〜９０％程度とし、第２の白基１！板はたとえば反射率
が６０％前後１第３の白基準板１１ｃはたとえば反射率
４０％前後とする。

第２の白基準板の選択は、原稿が「少し暗い」場合１第
３の白基準板１１ｃの選択は、原稿が「かなり暗い」場
合に行うものとする。これらの選択により、ユーザは好
みに応じて読み取り画像のコントラストを向上させるこ
とができる。

以上の例では９反射型の原稿読み取りの場合に限って説
明したが、透過原稿を読み取る装置においても同様な構
成で、読み取り画像のコントラストの向上を図ることが
できる。

他の変型として、ユーザの好みに応じた読み取り方法の
選択では、白基準板は一つとし、第３図のＤ／Ａ変換器
１７の後方の増幅器（ＡＭＰ）２５の利得を、ユーザの
指定により変更できるようにしても良い。

たとえば、透過読み取りの際１通常読み取りモードと透
過率の低いフィルムを読み取る「高コントラスト読み取
りモード」を設け、フィルム読み取りの際は増幅器２５
の利得を小さくするようにしても、第２の実施例と同様
の効果が得られる。

第１の実施例では、コントラスト向上が自動的に行える
という利点がある。また、第２の実施例では読み取りは
１回で良いため、読み取り速度を「通常読み取りモード
」と同じ番こすることができるという利点がある。

〔発明の効果〕

本発明による原稿読取装置は、原稿の明るさ（濃度また
は反射率など）を忠実に出力する「通常読み取りモード
」と共に、コントラストを向上できる［高コントラスト
読み取りモード」とをユーザの希望により、自由に選択
できるため「通常読み取りモード」では、従来の原稿読
取装置と同しように、原稿の明るさに忠実な読み取りが
でき、また「高コントラスト読み取りモード」では、原
稿のもっとも明るい部分が、装置出力のダイナミックレ
ンジの最大または、最大に近い値になるようにして、読
み取り画像のコントラストを上げることも可能となる。

これにより、読み取り画像をＣＲＴに出力したり、ＤＴ
Ｐなどで他の文書や画像と組み合わせて他の文書を作成
したりしてプリンタなどに出力した場合にも１人が見て
見やすく品質のよい画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明第１実施
例による制御装置の制御手順の説明図第３図は本発明第
１実施例によるシェーディング補正部の構成図、第４図
は本発明第２実施例による原稿読み取り機構の説明図３
第５図は従来の原稿読取装置の機構部の説明図、第６図
は蛍光灯光量分布の説明図、第７図はセンサ出力（シェ
ーディング補正前）の説明図２第８図はセンサ出力（ン
エーディング補正後）の説明図、第９図は従来の原稿読
取装置のシェーディング補正部の説明図である。 第１図中。 ２：蛍光灯 ４：レンズ。 ５：ＣＣＤセンサ ６：原稿 １０；原稿台ガラス １１−白基準板 ２０：制御装置 ２１：モード設定部 ２２：通常読み取りモードの動作 ２３：高コントラスト読み取りモードの動作。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）原稿面に対して照明光源を移動することにより原
   稿面を走査し原稿読み取りを行う原稿読取装置において
   、 原稿に依存しない絶対白基準を用いて原稿読み取りを行
   う通常読み取りモードと、原稿の明るさにより設定した
   相対白基準を用いて原稿読み取りを行う高コントラスト
   読み取りモードの２つの動作モードを選択可能に設けた
   ことを特徴とする原稿読取装置。
2. （２）請求項（１）において、異なるレベルのシェーデ
   ィング補正用白基準板を複数設け、通常読み取りモード
   では前記複数のシェーディング補正白基準板のうち予め
   定められた１つの白基準板を用い、高コントラスト読み
   取りでは任意の１つの白基準板を選択して用いるように
   したことを特徴とする原稿読取装置。
3. （３）原稿載置面前方に設けたシェーディング補正用白
   基準板と制御装置とをそなえ、蛍光灯ユニットを移動し
   て原稿読み取りを行うに先立ち前記白基準板を読み取り
   、絶対白基準を設定する方式の原稿読取装置において、 前記制御装置は、通常読み取りモードと高コントラスト
   読み取りモードの２つの動作モードを任意に選択可能に
   そなえ、 通常読み取りモードでは、まず白基準板を読み取り絶対
   白基準を求めて記憶し、次に前記記憶された絶対白基準
   を用いて原稿読み取りを行って結果を出力し、 高コントラスト読み取りモードでは、まず白基準板を読
   み取って求めた絶対白基準を記憶し、次に第１回目の原
   稿読み取りを行って信号レベルの最大値を検出し、検出
   した最大値を前記記憶してある絶対白基準の最大出力で
   割算した値に基づき絶対白基準の出力レベルを補正して
   相対白基準を作成し、この相対白基準を用いて第２回目
   の原稿読み取りを行い、その読み取り結果を出力するこ
   とを特徴とする原稿読取装置。