JPH04150572A - Ｍｔｆ劣化補正法及び原稿読取装置 - 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】 狡監分互 本発明は、原稿照明光学系に関し、よυ詳細には、原稿
面や筐体から反射拡散する光（フレア）によって生じる
ＭＴ　Ｆ　（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ
Ｆｕｎｃｔｉｏｎ　）が劣化した画像を補正し、高品位
な原稿読み取りを実現するＭＴＦ劣化補正法及び原稿読
取装置に関する。例えば、複写機、スキャナ、ファクシ
ミリ等の画像読み取り照明光学系に適用されるものであ
る。

災米１監 第５図は、従来の原稿読み取り装置の光学系におけるフ
レア発生機構を説明するための図で、図中、３１は光源
、３２は筐体、３３ａは原稿（黒部）、３３ｂは原稿（
白部）、３４はコンタクトガラスである。フレアとは周
辺筐体や原稿自身の反射拡散光およびその多重反射光で
あり、本来の光路以外から原稿あるいは結像面に入射す
る光線束である。フレアによって注目する画像領域の信
号がその周辺の画像信号に影響を受けて変化する現象や
読み取り画像のＭ　Ｔ　Ｆ　（ＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＴ
ｒａｎｓｆｅｒ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が劣化する現象が
観測されているが、これは高品位な原稿読み取り装置を
構成する場合に大きな問題となる。

原稿が全面白ベタ画像の場合の原稿読み取り信号に対し
て、中心部の白画像信号は周辺部の黒画像に影響を受け
て濃度が低くなる現象が実際に観測されている。この様
子を第６図に示す。第６図（ａ）は原稿全面が白ベタの
場合で、第６図（ｂ）は中心部が白画像でその周辺部が
黒画像の場合を示す図である。図（ａ）と図（ｂ）とで
同じ濃度の白画像を読み取る場合でも、図（ａ）のよう
に原稿全面が白画像の場合と、図（ｂ）のように白画像
の周辺に黒画像がある場合とでは、その白画像の読み取
り信号が、図（ｂ）の場合は周辺の黒画像の影響を受け
ることになる。これは第５図に示したように、原稿面で
反射拡散された光束がその周辺筺体、特に光源自身で再
び反射されて、その近傍の画像領域にフレアとなって影
響しているためである。

従来はこれを防ぐために直線状光源の長手方向に、それ
と直角に仕切板（遮光板）を並べて直線状光源の長手方
向に反射拡散する光線束を除去する方法が提案されてい
る。例えば、特開平１−１８２８６４号公報に記載され
ているものは、ルーバーとよばれている。これは直接フ
レアを防止する目的で提案されたものではないが、実際
的には現場で用いられている方法である。

ルーバーが無い場合の直線状光源長手方向の光線束を第
７図に示す。図中、４１は原稿台ガラス。

４２は直線状光源、４３は反射板、４４は照明装置であ
る。原稿台ガラス４１の下方には、このガラス４上上に
載置された原稿（図示していない）を照射しながら図に
おける紙面の表裏方向に沿って移動する照明装置４４が
設けられている。そして、この照明装置４４は複写機の
操作側に対して直交する方向に沿って配置された直線状
光源４２と、その長手方向に沿う一側部としての下半部
を覆う反射板４３とによって構成されている。従来のル
ーバーの構造および作用を第８図（ａ）、（ｂ）に示す
。図中、４８は直線状光源、４９は反射板、４９ａは反
射板の内面、５０は端面板、５１は仕切板、５１ａは仕
切板の一側面、５１ｂは仕切板の他側面、５２は原稿台
ガラス、５３は照明装置である。照明装置５３は、複写
機の操作側に対して直交する方向に配置された直線状光
源４８と、この直線状光源４８を焦点としてその長手方
向に沿う一側部としての下半部を覆う断面略「Ｕ」字形
の反射板４９とによって構成されている。なお、この反
射板４９の内面４９ａは、アルミニウム蒸着などによっ
て直線状光源４８がらの照射光Ｑを反射すべく湾曲した
反射面とされている。

さらに、この反射板４９には５図（ｂ）の斜視図に示す
ように、直線状光′ｇ４８の長手方向に沿う両端位置に
端面板５０が設けられており、その内面４９ａには、こ
れに対応して湾曲した外縁を有し、かつ、直線状光源４
８が貫通する貫通孔を有する複数の仕切板５１が直線状
光源４８の長手方向に沿って互いに一定間隔だけ離間し
て配置されている。そして、各仕切板５１の一側面５１
ａは、例えば、黒色系統の塗布膜などからなる直線状光
源４８からの照射光Ｑに対する光反射面として形成され
る一方、その他側面５１ｂは反射板内面４９ａと同様の
アルミニウム蒸着などによって照射光Ｑに対する反射面
として形成されている。

そして、直線状光源４８が点灯された走査ユニットを原
稿台ガラス５２の下面に沿って移動させることにより、
この直線状光源４８からの照射光Ｑが原稿台ガラス５２
上に載置された原稿（図示していない）によって反射さ
れ、かつ、この原稿に対する静電潜像が感光体ドラムの
表面上に形成されるようになっている。しかし、このと
き、直線状光源４８からの照射光Ｑは反射板４９の内面
４９ａによって集光されて原稿を照射するが、この内面
４９ａには仕切板５１が配置されており、しかも、その
−側面５１ａが非反射面とされているので、この−側面
５１ａに入射した照射光Ｑは吸収されて反射されないこ
とになる。したがって。

照明装置５３からの照射光Ωが操作パネル側へ拡がるこ
とが有効に防止される。

ルーバーが無い状態では直線状光源の長手方向に垂直な
照明光線束の他に、第７図中のΩで示すようなフレアの
原因となる拡散光線束が多く含まれていることが解る。

ルーバーが設置された状態では第７図に比べ第８図（ａ
）に示すように直線状光源４８の長手方向に拡散する光
線束は減少する。この拡散光線束は光源から発した光束
、あるいは原稿面で反射拡散された光束が再び光源表面
で反射拡散された光束に対応する。

ところで上述した従来技術では、光線束の拡散幅を少な
くするためには遮光板５０を大きくするか、あるいは遮
光板の間隔を小さくする必要がある。しかし、複写機や
イメージスキャナ等の原稿読み取り光学系では、原稿面
での光量の確保あるいは小型化等の制約により、光源と
原稿面との間隔は一般的に狭いものである。またルーバ
ーでは光束を規制する位置がルーバー位置によって固定
されてしまい、原稿面全体にわたって均一に照明光束を
規制することができない。

また、光源の長手方向と垂直な方向に（副走査方向）に
対する同様の効果を実現するためにはルーバーを格子状
にする等の細工が必要となり、加工上大きな負担となる
。また原稿読み取りの主走査は線状で行われるため、照
明も読み取り位置すなわち主走査線上のみを効率よく照
明する方法が理想であり、かつ第６図に示した現象を抑
制するのに非常に有効な手段である。一般に主走査線は
高品位に画像を読み取る画像入力装置になればなるほど
微細になり、これに対応する線状照明をルーバー等の機
械的な規制で実現すると光量が低下し、読み取り画像の
Ｓ／Ｎ比が劣化する。

且−一並 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
原稿面からの反射拡散光が光源自身で再反射され、再び
原稿面に入射する成分（フレア）によってＭＴＦが劣化
した画像を物理的、機械的手段を用いず信号処理的に補
正し、高品位な原稿読み取りを行うＭＴＦ劣化補正法及
び原稿読取装置を提供することを目的としてなされたも
のである。

碧−一２暖 本発明は、上記目的を達成するために、（１）原稿照明
光源を有する原稿照明光学系と、ラインイメージセンサ
と、レンズユニットとより成る原稿読取装置において、
前記原稿照明光学系によるフレアによって生じるＭＴＦ
が劣化した該原稿読取装置の読み取り画像信号に対して
、該ＭＴＦの劣化を補正するための基準データを得るた
めに、基準チャートを読み込み、該読み込まれた基準チ
ャートのレスポンスからフレアによるＭＴＦ劣化の伝達
関係を求め、デコンボリューション演算により前記ＭＴ
Ｆを回復する補正を行うようにしたこと、更には、（２
）前記基準データを読み込むための基準チャート板が白
黒２値のエツジ（ステップ関数）から成ること、或いは
、（３）原稿照明光源を有する原稿照明光学系と、ライ
ンイメージセンサと、レンズユニットとより成る原稿読
取装置において、前記原稿照明光学系によるフレアによ
って生じるＭＴＦが劣化した該原稿読取装置の読み取り
画像信号に対して、該ＭＴＦの劣化を補正するために基
準データを得るための基準チャート板と、該基準チャー
ト板のレスポンスからフレアによるＭＴＦ劣化の伝達関
係を求め、前記ＭＴＦ補正をするデコンボリューション
器とから成ることを特徴としたものである。以下、本発
明の実施例に基づいて説明する。まず、本発明によるＭ
ＴＦ劣化補正法について以下に説明する・フレアによる
読み取り画像のＭＴＦ劣化をモデルで表す、フレアの影
響は第５図で示したように原稿上の注目する１点の画像
信号がその近傍の画像濃度に影響を受けて変化するもの
である。すなわち注目する１点の画像信号に対する近傍
画像領域の寄与率はある分布を持つ関数ｗ　（ｘ）と考
えられる。例えば第３図に示すようなモデルが考えられ
る。これは注目する位置の画像信号は１００％寄与する
。しかし近傍領域ではゼロではなく徐々に低下するがあ
る有限領域に制限されているというモデルである。すな
わち横軸を注目する１点からの距離とすると、注目する
１点の画像信号で表される。５（ｘ）は読み取る画像信
号、ｗ（ｘ）は近傍画像信号の寄与率である。なおここ
では画像信号を簡単のため１次元信号で表した。これは
近傍画像信号の寄与率がｘ１〜ｘ２で制限されているた
め積分領域が有限であるが、より一般的には前記式（１
）は５（ｘ）とＷ（Ｘ）とのコンボリューション積分を
行っていることに相当する。

すなわち、 ５ｏｕｔ（ｘ）＝Ｓ（ｘ）１ｗ（ｘ）　　　　　　（２
）と考えられる（木はコンボリューション演算子）。

逆にｗ（ｘ）が既知であればデコンボリューション演算
により、ｗ（ｘ）によって劣化した信号を回復すること
が可能である。ｗ（ｘ）はある注目画像信号１点の応答
であるから、これはフレアによるＭＴＦ劣化現象のイン
パルスレスポンスであり、そのフーリエ変換はＭＴＦ劣
化系の伝達関数と考えることができる。

ここで伝達関数がどのように求められるかについて説明
する。前述したようにフレアによる画像信号の劣化は近
傍に反射率の高い（白い）画像がきたときに、その周辺
の画像に影響してＭＴＦ劣化を引き起こす。いま全面が
黒い画像（黒べた）中のある１点に注目する。そこに周
辺から白い画像が近付いて来たときの注目画像の出力を
調べる。

注目した位置の画像信号は白が近付くに連れて値が増加
する。この様子を第４図（ａ）〜（Ｃ）に示す。簡単の
ため１次元で考えて注目する画像の位置を（ｘ＝０）と
する。いま注目点から距離Ｘ離れた位置に幅ｄｘの微少
白画像を考える。これが注目点に及ぼす影響量（フレア
量）ｄＦは、Ｘ離れた点に及ぼす単位白画像領域当りの
影響量をｆ　（ｘ）とすれば、 ｄＦ−ｆ　（ｘ）ｄｘ　　　　　　　　　　（３）であ
る。いま第４図に示したように注目点に対して近付けて
いった場合の注目点の画像信号の変化は５式（３）のＦ
である。すなわちＦをＷｔ測してそれを微分することに
よって注目点（Ｘ＝Ｏ）における近傍領域の白画像の影
響量をＸの関数ｆ（Ｘ）として求めることができる。こ
こでｆ　（ｘ）は画像読み取り素子（ＣＯＤなど）の読
み取り位置による感度ばらつきが観測されるＦに比べて
充分小さいとすれば、Ｆの観測値、すなわち第４図に示
した曲線ｗ　（ｘ）は、注目画像位置（Ｘ＝Ｏ）に白黒
のエツジを置いたときの画像プロファイルと等価である
と見なすことができる。すなわち白黒のエツジ像を読み
、そのプロファイルを空間的に微分したものが黒画像中
に白の点像を入力した場合のインパルスレスポンスであ
ると見なすことができる。このインパルスレスポンスを
読み取り画像にデコンボリューションすることにより劣
化したＭＴＦを補正し１回復することができる。

第１図は、本発明による原稿読取装置の一実施例を説明
するための構成図で、図中、１は基準チャート板、２は
光源、３は読取ユニット、４は受光素子、５は結像素子
、６は筐体、７はコンタクトガラス、８は原稿である。

筐体６によって支持されたコンタクトガラス７の下方に
、結像素子６と受光素子４と光源２とから成る読み取り
ユニット３が設置されている。読み取りユニット３は紙
面垂直方向（主走査）に原稿を読み取りながら図中右方
向（矢印方向）へ移動しく副走査）、原稿を読み取って
行く。読み取り開始前は読み取りユニット３は筐体６の
下方に位置している。読み取りを開始する指令を受ける
と読み取りユニット３は基準チャート板１の下方に移動
し、該基準チャート板１のチャートを読み取る。基準チ
ャート板１は白黒のステップ関数の濃度分布を示すチャ
ートである。

第２図は、本発明による原稿読取装置のＭＴＦ劣化補正
法に基づく信号処理を説明するためのブロック図で、図
中、９はＡ／Ｄ変換器、１０はラインメモリ（基準信号
格納メモリ）、１１はラインメモリ、１２は微分器、１
３はフーリエ変換器。

１４は除算器、１５はフーリエ変換器、１６はバッファ
メモリ、１７は逆フーリエ変換器、１８はデコンボリュ
ーション器である。

白黒のステップ関数の濃度分布を示す基準チャートは受
光素子４で読み取られ、プリアンプおよびＡ／Ｄ変換器
９を介して基準信号格納メモリ１０に格納される。該基
準信号格納メモリ１０に格納された基準信号は前記式（
３）のＦと等価である。さらに基準信号は微分器１２で
微分され、信号劣化のインパルスレスポンスｆ’（ｘ）
としてフーリエ変換器１５に出力される。該フーリエ変
換器１５ではインパルスレスポンスをフーリエ変換し、
信号劣化の伝達関数としてバッファメモリ１６に格納さ
れる。つぎに読み取りユニット３は原稿端まで移動し、
原稿の読み取りを開始する。

原稿読み取り信号はディジタル信号に変換された後、ラ
インメモリ１１に格納されてフーリエ変換器１３でフー
リエ変換され、除算器１４でラインバッファメモリ１６
のデータで除算される。除算結果は逆フーリエ変換器１
７で空間領域信号に変換されＭＴＦ補正を受けた画像出
力として出力される。図中、波線で囲んだ部分がデコン
ボリューション器１８として作用する。すなわち空間領
域の信号に対して、空間周波数領域で空間周波数フィル
タを作用させたことに相当する。したがって、実際の構
成では波線で囲んだデコンボリューション器１８の部分
を一種の適応型ディジタルフィルタとして構成すること
も可能であり、より実際的である。

効−−ユ果 以上の説明から明らかなように、本発明によると、以下
のような効果がある。

（１）フレアに対する従来の機械的、物理的対策に対し
てレイアウト上の制約を受けず、また基準チャート板を
原稿読み取り前に常時読み取ることによって、光源劣化
等の周辺条件が変化しても追従できる。したがって、よ
り高精度かつ高信頼性のある補正が可能となる。

（２）チャート構成が簡単でありチャート自身の経年変
化に強くかつ安価である。

【図面の簡単な説明】

第１＠は１本発明による原稿読取装置の一実施例を説明
するための構成図、第２図は、本発明による原稿読取装
置のＭＴＦ劣化補正法に基づく信号処理を説明するため
のブロック図、第３図は、原稿上の注目点の画像信号に
対する近傍画像信号の寄与率を示す図、第４図は、注目
点の画像信号の変化を示す図、第５図は、従来の原稿読
取装置の光学系のフレア発生機構を示す図、第６図は、
フレアによる読み取り誤差を説明するための図、第７図
は、ルーバーの無い場合の光線束を示す図、第８図は、
ルーバーの構造及びその作用を示す図である。 １・・・基準チャート板、２・・・光源、３・・・読取
ユニット、４・・・受光素子、５・・・結像素子、６・
・・筐体、７・・・コンタクトガラス、８・・・原稿、
９・・・Ａ／Ｄ変換器、１０・・・ラインメモリ（基準
信号格納メモリ）、１１・・・ラインメモリ、１２・・
・微分器、１３・・・フーリエ変換器、１４・・・除算
器、１５・・・フーリエ変換器、１６・・・バッファメ
モリ、１７・・・逆フーリエ変換器、１８・・・デコン
ボリューション器。 特許出願人　　株式会社　リ　コ 第 図 第 図 （ａ） 第 区 Ｗαノ 第４Σ （ｂ） （Ｃ） 第 Σ （ａ） （ｂ） 第 区 忙） （ｂ） 第 ア 図 （○）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原稿照明光源を有する原稿照明光学系と、ラインイ
   メージセンサと、レンズユニットとより成る原稿読取装
   置において、前記原稿照明光学系によるフレアによって
   生じるＭＴＦが劣化した該原稿読取装置の読み取り画像
   信号に対して、該ＭＴＦの劣化を補正するための基準デ
   ータを得るために、基準チャートを読み込み、該読み込
   まれた基準チャートのレスポンスからフレアによるＭＴ
   Ｆ劣化の伝達関係を求め、デコンボリューション演算に
   より前記ＭＴＦを回復する補正を行うようにしたことを
   特徴とするＭＴＦ劣化補正法。 ２、前記基準データを読み込むための基準チャート板が
   白黒２値のエッジ（ステップ関数）から成ることを特徴
   とする請求項１記載のＭＴＦ劣化補正法。 ３、原稿照明光源を有する原稿照明光学系と、ラインイ
   メージセンサと、レンズユニットとより成る原稿読取装
   置において、前記原稿照明光学系によるフレアによって
   生じるＭＴＦが劣化した該原稿読取装置の読み取り画像
   信号に対して、該ＭＴＦの劣化を補正するために基準デ
   ータを得るための基準チャート板と、該基準チャート板
   のレスポンスからフレアによるＭＴＦ劣化の伝達関係を
   求め、前記ＭＴＦ補正をするデコンボリューション器と
   から成ることを特徴とする原稿読取装置。