JPH034676A - 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】 ［彦業上の利用分野］ 本発明は、原稿画像を光電変換により読み取り、電気的
な画像信号を得る画像読取装置に関する。

［従来の技術］ 書籍や書類などの文書画像情報を電気信号の形態で、イ
メージ情報として読み取る画像読取装置（イメージスキ
ャナー）は、一般に第２図に示すように、主として筺体
１上の原稿台ガラス２上に載せられた原稿３を照明する
光源４と、原！Ｉ４３からの反射光５を結像レンズ６を
通して、ラインセンサー７へ導くための３枚の反射鏡８
，９．１０と、ラインセンサー７で光電変換された電気
信号を処理するとともに、全体の動作を制御する回路基
板１２と、外部へ画像信号を送信するインタフェース（
１／Ｆ）部１３とを有している。

原稿３を照明する光源４としては、光の強度が十分有り
、かつ低価格であると言うことにより蛍光灯が通常使用
されることが多い、しかし、蛍光灯には良い点も多いが
、欠点も多々ある。例えば、電極の劣化を防ぐ為に余熱
時間を必要とし、照明むらを無くする為に高周波点灯を
必要とする等もあるが、蛍光灯の最大の欠点と考えられ
るものは、第３図に示すように、周囲温度によって明る
さが何倍にも変動し、かつ点灯時間に従って明るさが変
化することである。通常、この欠点を回避す為に色々の
対策が施されていた。

この対策の従来の１つの方法として、蛍光灯に面ヒータ
を抱かせて、低温時とスタート時に蛍光灯の管壁をヒー
タにより暖めるということが行われていた。しかし、こ
の方法はヒータ用の電力がかなりな量となり、効果が出
るのにタイムラグがあって総合的に見るとまだ不十分な
方法と思われる。

また、従来の他の方法として、蛍光灯の光の出力（光量
）を検出しながら、その検出値に応じて管電瀉を制御す
ることが行われていた。しかし、この従来方法も検出用
の光センサを必要とし、かつ蛍光灯に注ぎ込む電力の割
りには明るさか増えず、その効果が十分でないのに電源
などの価格の上昇がかなりなものとなる。

その他の従来方法として、価格の増加の比較的少ない第
４図に示す様な回路構成による方法も取られていた。こ
の従来方法では、第５図に示すように、原稿台ガラス２
上の原ＩＲ読み取り領域２Ａの周囲に、主走査方向に沿
って伸びて原稿の読み取り直前に読み取る第１の基準白
色板１５と、副走査方向に沿って伸びて原稿を読み取り
ながら検知する第２の基準白色板１６とを配設していた
。両基準白色板１５．１６からの読み取り信号は第６図
に示すような波形となる。ここで、ＡＩで示す領域が基
準白色板１５を読み取ったときの信号を示し、Ａ２で示
す領域が副走査方向に沿って存在する基準白色板１６を
読み取ったときの基準信号を示す。

第６図において、いまＡ２の領域の基準信号レベルが＾
ｌの領域の最大信号レベルの局であるとすると、第４図
においてアナログスイッチ１７でＡ２の領域部分の信号
をサンプリングして、そのサンプリングした信号を増幅
器１８で２倍に増幅器したＶｌの電位をサンプルアンド
ホールト回路（Ｓ／Ｉ＋）　１９によりサンプルアンド
ホールド処理し、そのサンプル処理した信号をアログス
イッチ２３の一方ＡＳ２を介して、Ａ／Ｄ　（アナログ
・デジタル）コンバータ２０のリファレンス端子へ人力
し、次いで基準白色板１５を読み取った時の人力ビデオ
信号を＾／Ｄコンバータ２０によりデジタル信号へ量子
化し、これをメモリ２１へ基準信号として一旦記憶する
。

その後、このメモリ２１から上記の基準信号を出力しな
がら、この基準信号をＤ／八（デジタル・アナログ）コ
ンバータ２２によりアナログ信号に戻して、アナログス
イッチ２３の他方の＾Ｓ３を介してへ／Ｄコンバータ２
０のリファレンス端子へ人力し、読み取り原稿から読み
取った人力ビデオ信号をＡ／Ｄコンバータ２０で正規化
する。これと同時に、副走査方向の変化する基準信号を
アナログスイッチ１７．増幅器１７．およびＳ／Ｈ１９
を通してＤハコンバータ２２のリファレンス端子へ人力
して、時間変化分を補償するようにしていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述のような従来技術では、光源として
蛍光灯を使用すると、第４図に示すビデオ信号入力部で
信号レベルが最大十倍強程度に変化することとなる。従
って、光源の強度が弱いときに、Ａ／Ｄコンバータ２０
のリファレンス電圧も低くなり、そのため十分なレベル
のリファレンス電位が与えられた時に比べて、人力ビデ
オ信号が精度良く量子化されなかった。更に、シェーデ
ィング補正も同時に同じリファレンス電位を利用して行
なうので、この分の両サイドのレベルの低下した分も量
子化の精度低下の原因となっていた。

そこで、本発明の目的は、光源の強度が変化してもデジ
タル値への量子化を精度良く、＾１０コンバータで行な
い得るような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］ かかる目的を達成するため、本発明の第１の形態は、光
源に照射された原稿からの反射光を光学系を通じてライ
ンセンサに結像する画像読取装置において、白色基準板
と、原稿を読み取る前に、白色基準板を読み取ったライ
ンセンサの出力レベルが予め決められた所定値と同一に
なるように増幅率を決定する増幅率決定手段と、増幅率
決定手段で決定された増幅率を記憶する記憶手段と、記
憶手段に記憶された増幅率を用いて原稿を読み取る際の
各読み取り走査ラインごとのラインセンサの出力の正規
化を行う正規化手段とを具備することを特徴とする画像
読取装置。

また、本発明の第２の形態は、増幅率決定手段は、ライ
ンセンサの出力レベルに応じて増幅率を算出することを
特徴とする。

また、本発明の第３の形態は、正規化手段は、原稿を読
み取る際に、原′ｇ４読み取り範囲の外側に配設された
副走査方向の白色基準板からのラインセンサの出力レベ
ルの変動分を検出し、変動分に応じて記憶手段に記憶さ
れた増幅率を加減算することにより正規化に用いる増幅
率を決定することを特徴とする。

さらにまた、本発明の第４の形態は、ラインセンサに対
してデジタル制御増幅器を複数組直列に接続して、増幅
器のそれぞれにゲイン補正および、シェーディング補正
を含む補正の機能と、増幅率とを互いに分担させて構成
したことを特徴とする。

［作　用］ 本発明では、アナログ信号をデジタル信号へ変換するへ
／Ｄコンバータへの基準白色板からの最大白レベルが、
光源の明るさが変化しても０、低下することなく必ず＾
／Ｄコンバータの最大人力レベルになるように、＾／Ｄ
コンバータに人力する前に、上記基準白色板の信号レベ
ルの補正を行うようにしたので、アナログ信号をデジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄコンバータには、光源の明るさ
が変動しても最大信号レベルが常時フルレンジで人力可
能になり、デジタル値に量子化する際の歪や非直線性が
回避でき、精度良く量子化できる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の実施例の回路構成を示す第１図にお
いて、２４はラインセンサ７（第２図参照）から送られ
てくる入力ビデオ信号を増幅するための乗算型のＤ／＾
コンバータ（以下、ＤＡＣと称する。）、２６はＤＡＣ
２４から出力される電流値を電圧値に変換する増幅器、
２５は、ＤＡＣ２４にデジタルリファレンス人力を設定
するラッチ回路である。ここで、２４，２５．２８で構
成される回路系は、人力ビデオ信号を増幅するためのも
のである。また、増幅器２６の後段に接続した２７．２
８．２９は各々２４．２５．２６と同様なり／へコンバ
ータ、ラッチ回路。

増幅器であり、この２４，２５．２６で構成される回路
系はシューディング歪補正を行なうものである。なお、
ＤＡＣ２４，２７は一種の抵抗器として用いられており
、従ってこの２４．２７をそれぞれ公知の可変抵抗器で
置き換えることも可能である。

３０は増幅器２９から供給されるアナログ信号をデジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ（以下、ＡＤＣと称
する。）である。３２は八〇Ｃ３０およびバススイッチ
３１を通じて送られたシューディング歪補正を行なう為
の白色基準信号データを一時記憶しておくＴｔＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）　、：ｌＩ、３６はＲＡＭ：１
２　、八〇Ｃ３０，ＣＰＩＪ　（中央演算処理装置）３
３のデータバスの信号の流れを制御する為のバススイッ
チである。ＣＰＩＩ３３は全体の動作制御を行う制御部
である。

次に、動作を説明する。

第１図において、ＤＡＣ２４，２５の制御データを８ビ
ツトとして、まず白色基準信号読取時においては、ＤＡ
（：２７のゲイン（増幅率）が２５８７２５５となる様
に、ＣＰＵ３３はバススイッチ３６を通じて一方のラッ
チ回路２８に“２５５”を記憶させておく。同時にその
状態でＤＡＣ２４が最小のゲイン２５６／２５５となる
様に、ＣＰｔ１３３は他方のラッチ回路２５に２５５　
”をセットする。

然る後に、ＣＰｔ１３３は入力ビデオ信号をＡＤＣ３０
を通してデジタル変換して得られたデジタル信号（デジ
タル出力）のレベル値が所定のレベル値であるか否かを
判定し、所定のレベル値でないならば、デジタル信号の
レベル値が所定のレベル値に到達するまで、ＤＡＣ２４
のゲインをラッチ回路２５を介して増加させてゆく。

すなわち、例えば副走査方向の白色基準１８号レベルの
最大値を＾（Ｖ）、その最小値をｌ／８のＡ／８　（Ｖ
）とすると、最大値をとるときのゲインが２５６７２５
５　、最小値をとるときのゲインが８となる様に、ＣＰ
ｔ１３３はラッチ回路２５に与えるラッチデータを１〜
２５５の範囲で変化させる。

その後、ＣＰＵ３３は＾ＤＣ３Ｇの出力レベルがあらか
じめ設定した所定値に達したと判定した場合は、その時
のゲインを与えるラッチ回路２５の数値をＲＡＭ３２に
記憶しておく。

ＣＰＩＩ３３はもし、［１ＡＣ２４のゲインが８倍を越
えても上述の所定値に達しない場合には、光源である蛍
光灯４（第２図参照）を点灯させたまま、所定時間その
まま待機してゲインを８倍以上にする必要がなくなるま
で信号の読み取りを待ち、所定時間以上に経過した後も
ＡＤＣ３０の出力レベルが所定値のレベルに到達しない
場合には蛍光灯４が劣化したものと判断して、その旨を
操作部の表示器（図示しない）上に表示する。

ＣＰＵ３３は白色基準信号が所定レベルに到達するのを
確認した後、そのときのＡＤＣ３０から得られる白色基
準信号をバススイッチ３１を通じて口＾Ｍ３２に１ライ
ン分記憶させる。

このような処理の後に、ＣＰＩＩ３３は所定値に達した
ときに、決定されたゲインに対応する値を１八Ｍ３２か
ら読み出してラッチ回路２５に再びセットし、同時にラ
ッチ回路２８には、ＲＡＭ３２からシェーディング補正
用の白色基準信号を逐次出力して、原稿画像データを読
み取る動作を行う。

この様にして、本実施例では２段のＤＡＣの回路系の組
み合わせにより、光源の明るさが変化しても常にほぼ一
定の信号レベルで八〇Ｃ３０にビデオ信号を入力するこ
とが可能となる。

以上の説明では便宜上第１図において、ＤＡＣ２４。

ラッチ回路２５．増幅器２６で構成される第１の回路系
（１）　　と、ＤＡＣ２７、ラッチ回路２８．増幅器２
９で構成される第２の回路系（ＩＩ）の回路機能を分け
て説明したので、（１）の回路系の最大増幅率を８倍と
していた。しかし、（１）の回路においては、増幅率を
あまり大きくとると信号量子化誤差や歪等の発生原因と
なり、信号量子化精度を低下させる可能性があるので、
例えば（１）の回路系の最大増幅率は４倍までとし、（
Ｉりの回路系でさらに２倍の増幅率が与えられるように
処理することも可能である。

例えば、第６図において信号のシェーディング波形のピ
ーク値レベルが両端の落ち込みレベルの２倍以下である
ときには、ＤＡＣ２７の下位７ビツト分を、シェーデイ
ング歪補正用として割り当て、ＤＡＣ：２７の上位ビッ
トを用いて２倍のゲイン補正を行なうように構成しても
良い。また、同時に、原稿を読み取りながら、第６図の
Ａ２の領域部分の副走査方向の白色基準板の信号レベル
をＣＰＩＩ３３で検出し、その信号レベルに変化があれ
ばその変化分をＣＰＬＩ３３で算出して、ラッチ回路２
５に算出した変化分に対応する変更数値をその都度入力
し、これにより光源（蛍光灯）の明るさの時間変化に適
切に対応させることも可能である。

なお、本実施例においては８ピツトのＤＡＣを用いて説
明したが、必要とする量子化精度に応じてＤＡＣのビッ
ト数をさらに増加させても良い。

また、本発明の他の実施例として、第７図に示す様に、
光源の明るさとＤＡＣ２４の増幅率の対応をＲＯＭ　（
リードオンメモリ）３７によるテーブル変換により対応
させるようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によればフルレンジに近い状
態でアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するこ
とが可能となり、量子化精度を向上させることができる
。

また、本発明によれば、光量の変化を常時検出して増幅
率を調整することができるので、温度変化および時間変
化に対する光量変化に対しても柔軟に適切に対応するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の回路構成を示すブロック図、 第２図は本発明に通用可能な画像読取装置の内部構成例
を示す概略縦断面図、 第３図は周囲温度に対する蛍光灯の明るさの時間変化の
一例を示す特性図、 第４図は従来例の回路構成を示すブロック図、 第５図は基準信号を読み取る白色基準板の配置例を示す
平面図、 第６図は白色基準板からの読み取り信号の一例を示す波
形図、 第７図は本発明の他の実施例の回路構成を示すブロック
図である。 ３２・・・ＲＡＭ　　。 ３３・・・ＣＰＵ　、 ３７・・・ＲＯＭ　　。 ２４．２７・・・０／＾コンバータ、 ２６．２９・・・増幅器、 ３０・・・＾／Ｄコンバータ、 ２５．２８・・・ラッチ回路、 １ Ｂ舟間（分） 第３図 ｌ６ 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光源に照射された原稿からの反射光を光学系を通じ
   てラインセンサに結像する画像読取装置において、 白色基準板と、 前記原稿を読み取る前に、前記白色基準板を読み取った
   前記ラインセンサの出力レベルが予め決められた所定値
   と同一になるように増幅率を決定する増幅率決定手段と
   、 該増幅率決定手段で決定された前記増幅率を記憶する記
   憶手段と、 該記憶手段に記憶された前記増幅率を用いて前記原稿を
   読み取る際の各読み取り走査ラインごとのラインセンサ
   の出力の正規化を行う正規化手段２）前記増幅率決定手
   段は、前記ラインセンサの出力レベルに応じて増幅率を
   算出することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装
   置。 ３）前記正規化手段は、前記原稿を読み取る際に、原稿
   読み取り範囲の外側に配設された副走査方向の白色基準
   板からの前記ラインセンサの出力レベルの変動分を検出
   し、該変動分に応じて前記記憶手段に記憶された前記増
   幅率を加減算することにより正規化に用いる増幅率を決
   定することを特徴とする請求項１または２に記載の画像
   読取装置。 ４）前記ラインセンサに対してデジタル制御増幅器を複
   数組直列に接続して、該増幅器のそれぞれにゲイン補正
   および、シェーディング補正を含む補正の機能と、増幅
   率とを互いに分担させて構成したことを特徴とする請求
   項１〜請求項３に記載の画像読取装置。