JPH04180351A - 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、原稿画像な光電変換手段を介して読み取る画
像読取装置に関する。

［従来の技術〕 書籍や書類等の原稿をイメージ情報として読み取る従来
の画像読取装置としては、例えば、第５図に示すような
イメージスキャナが知られている。

第５図において、１は筐体、２は原稿台ガラス、３は原
稿台ガラス２に載置した原稿、４は原稿３を照明する蛍
光灯である。

ｉｏｏは光学系で、反射鏡８，９，１０、結像レンズ６
、および、光電変換するラインセンサ７により構成され
、原稿３からの反射光５を反射鏡８゜９、ｌＯにより結
像レンズ６に導き、結像レンズ６によりラインセンサ７
上に結像させるようになっている。

１２は回路基板であり、ラインセンサ７により光電変換
した電気信号を処理し、また、装置全体を制御するもの
である。１３はＩ／Ｆ（インタフェース）部で、外部装
置と情報の授受をするものである。

蛍光灯４はその明るさが第６図に示すように周囲温度に
より何倍にも変動し、また、点灯時間に従って変化する
。

そこで、蛍光灯を光源とする従来の画像読取装置におい
ては、蛍光灯の明るさの変動を解決するため、画像信号
の量子化及びシェーディング補正を比較的精度よく行う
ことができる第７図のような信号処理回路を用いていた
。

第７図において、１６は自動利得制御回路（以下、ＡＧ
Ｃと称する）であり、蛍光灯の光量変動による画像信号
のレベル変動を一定レベルに抑えるために画像信号の出
力レベルを検出し、この検出値に応じてＣＰＵ２３によ
って自動的に利得を制御する。１７はサンプルホールド
回路であり、ＡＧＣ１６からの画像信号をサンプルホー
ルドする。１８はＤ／Ａ　（デジタル／アナログ）コン
バータ（以下、ＤＡＣと称する）であり、サンプルホー
ルド回路１７からの信号を基準にしてメモリ２２からラ
ッチ回路１９にセットされた基準信号をアナログ信号に
変換する。２０はＡ／Ｄコンバータ（以下、ＡＤＣと称
する）であり、０ＡＣ１８からの信号をデジタル信号に
変換する。

第８図は、第５図の白色基準板１５の詳細を示す、一方
の白色基準板１５ａは第８図で斜線で示されているよう
に原稿読み取り領域の周囲で、かつ、主走査方向に配置
されている。この白色基準板１５ａは原稿読み取り直前
に読み取られる。他方の白色基準板１５ｂは原稿読み取
り領域の周囲で、かつ、副走査方向に配置されている。

この白色基準板１５ｂは原稿読み取り時に読み取られる
。

白色基準板１５ａ、１５ｂと読み取り信号レベルの関係
を第９図に示す、第９図において、領域ａは基準白色板
１５ａに対応する基準信号である。領域すの基準信号レ
ベルは領域ａの最大信号レベルの％にしである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の従来例では、光源４として蛍光灯
を採用しているので、低温時には第６図に示すように、
画像信号の入力部で輝度が常温時と比べ約１０倍変化す
る。そこで、高速で周波数特性の優れた増幅器を用いて
利得制御を行ない、Ａ／Ｄコンバーターの分解能を最大
限に利用しようとすると、サンプルホールドや、シェー
ディング補正やオフセット調整などの処理を行う素子に
おいても性能の優れたものが必要となって高価となり、
かつ高速な量子化を行なうには制限があるという解決す
べき課題があった。

本発明の目的は、上記の点に鑑み、蛍光灯のような原稿
照明用光源の周囲温度による光量変動に伴う画像信号の
量子化精度、およびシェーディング補正精度を向上させ
るとともに、高速化も計ることが可能な画像読取装置を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、光源により照射さ
れた原稿および白色基準板からの反射光を受光して電気
信号に変換する光電変換手段と、該光電変換手段の出力
を複数の出力に分割する信号分割手段と、該複数の出力
毎に並列に設けられ、与えられた利得により該出力をそ
れぞれ可変増幅する増幅手段と、全ての該増幅手段の出
力を合成する信号合成手段と、前記白色基準板の読み取
り時に、該合成手段の出力レベルを検知する検知手段と
、該検知手段で検知されたレベル値に応じて前記増幅手
段の利得を設定する制御手段とを具備したことを特徴と
する。

【作　用１ 本発明では、光源により照明された白色基準板および原
稿の反射光を読み取る光電変換手段を有し、その光電変
換手段による白色基準板の読み取り時に、その光電変換
手段の出力レベルを検出手段により検出し、この検出手
段の検出値に応じて制御手段により、光電変換手段の出
力を所定レベルまで増減させる制御を行って量子化する
。また、本発明では、光電変換手段により読み取られた
白色基準板の画像出力を信号分割手段により複数に分割
し、さらに信号合成手段により合成することにより、量
子化速度を速くすることを可能にする。さらに、本発明
では、その分割した数だけ個別に画像出力を所定レベル
まで制御手段で増減させることで光電変換手段の受光素
子毎との感度ばらつきを均一化する。

従って、本発明によれば、蛍光灯のような原稿照明用光
源の周囲温度による光量変動に伴う画像信号の量子化精
度およびシェーディング補正精度がそれぞれ向上すると
ともに、量子化の高速化も得られる。

【実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例の画像読取装置（原稿読取装
置）の信号処理回路の回路構成を示す。

装置の内部構造および白色基準板の配置構成は、第５図
および第８図と同様なので省略する。

第１図において、原稿照明用光源４は蛍光灯であり、白
色基準板１５及び原稿３の画面を照明するのに用いられ
る（第５図参照）、２４は光電変換手段としてのＣＣＤ
　（電荷結合素子）であり、レンズ６を介して結像され
た原稿像（光像）を電気信号に変換する。二〇ＣＣＤ２
４は主走査方向に複数の受光素子が配列されており、偶
数列と奇数列の出力を別々に取り出すことが可能である
。　２５ａ、２５ｂはＣＣＤ２４の異なる出力に接続す
る並列の第１の自動利得制御回路（ＡＧＣ−ａ）と第２
の自動利得制御回路（ＡＧＣ−ｂ）であり、内部構成は
同一であって蛍光灯の周囲温度変化などによるレベル変
化をＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３０の基準電圧の最大
値に制御できるように構成されである。

第２図は第１図の第１および第２　ＡＧＣ２５ａ、　２
５ｂの詳細な回路構成を示す。

同図において、３１ａ、　３１ｂは第１　Ｄ／Ａコンバ
ータ（ＤＡＣ−ａ）と第２０／Ａコンバータ（ＤＡＣ−
ｂ）であり、デジタル入力に比例して内部の抵抗値を変
化させる。３２は増幅器（ＡＭＰ）であり、第１　ＤＡ
Ｃ３１ａ、第２ＤＡＣ３１ｂをそれぞれ入力側、帰還側
に接続することにより、第１ラツチ回路３３ａ、第２ラ
ッチ回路３３ｂを介してデジタル制御によるプログラマ
ブルな利得制御が可能となる。

また、第１図の２６ａ、　２６ｂは、サンプルホールド
回路（以下、Ｓ／Ｈと称する）であり、ＡＧＣ２５ａ、
　２５ｂからの各々の画像信号に対して、サンプルホー
ルドを行う、ごのＳ／Ｈ２５ａおよびＳ／Ｈ２５ｂはア
ナログスイッチと増幅器およびコンデンサで構成されて
いる。

２７ａ、２７ｂはアナログスイッチであり、増幅器など
の影響による画像信号のオフセットを補正するため、Ｃ
ＣＤ２４の受光画素のうちで光を隠蔽した部分の画素の
時だけスイッチをＯＮ　（閉）するようにし、画像信号
の暗レベルをＯｖに合わせる。　２８ａ。

２８ｂもアナログスイッチであり、Ｓ／）１２６ａ、　
２６ｂからの奇数列画像信号と偶数列画像信号を交互に
ＡＤＣ３０の入力に入力するようにスイッチング制御す
る。

２９は５−ＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバータ）であり、シェー
ディング補正時の補正分に応じた減衰率を設定させるこ
とが可能である。　ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）３０は
画像信号のデジタル変換を行う、３４は定電圧発生源で
あり、ＡＤＣ３０の基準電圧端子ＲＥＦにＡＤＣ３０の
最大基準電圧値を入力設定する。

３５はＲＡＭ　（ランダムアクセスメモリ）のようなメ
モリであり、シェーディング補正時の画像データやＡＧ
Ｃ２５ａ、　２５ｂの増減率を格納する。３６はＣＰＵ
（中央演算制御部）であり、第３図に示すような制御手
順により画像信号の出力値（出力レベル）に対する増減
率を算出したり、タイミング発生回路３７の各タイミン
グ信号の出力制御等を行う、　３８．３９はＡＧＣ２５
ａ、　２５ｂと５−ＤＡＣ２９への増減率を設定するた
めのバッファとラッチ回路である。４０は切替えバッフ
ァであり、ＡＤＣ３０の出力をメモリ３５に格納したり
、外部装置（不図示）に転送するか、あるいは他の処理
を更に施すか否かを制御するために用いる。

次に、第３図のフローチャートを参照して、本発明実施
例における基準白色板の読み取り時の動作を説明する。

なお、Ｓｌ〜Ｓ９はステップ数を表す。

まず、第９図の基準白色板領域（ａ）の主走査１ライン
を走査しくＳｌ）、切り換えバッファ４０を開いて出力
信号レベルから蛍光灯の明るさのピーク値を検出する（
Ｓ２）。

次に、この出力信号レベルがＡＤＣ３０の基準電圧値よ
りも大か小かを調べ（Ｓ３）、大ならば小あるいは等し
くなるまで減衰するようにＡＧＣ２５ａ、　２５ｂ内の
各ラッチ回路３３ａ、　３３ｂをバッファ３８からセッ
トする（Ｓ４）。基準電圧値より小ならば基準白色板主
走査１９４２分のデータをメモリ３５に格納する（Ｓ５
）。

次に、メモリ３５に格納された各画素データに対する第
９図の基準白色板領域（ｂ）（以下、サイドビークと称
する）のデータ（サイドビークデータ）についての減衰
率をＣＰＯ３６によって算出し、その算出した減衰率を
再度メモリ３５に格納する（Ｓ６）。

続いて、メモリ３５から各画素に対する減衰率を読み出
し、ラッチ回路３９にセットする（Ｓ７）。これにより
、シェーディング補正を正規化して行うことが可能とな
る０次に、２”−１（ＮはＡＤＣ３０の分解能）に対す
るサイドビークデータの増幅率をＣＰＯ３６によって算
出し、算出したその増幅率をメモリ３５に格納しくＳ８
）、さらにメモリ３５から増幅率を読み出してバッファ
３８を介してＡＧＣ２５ａ、　２５ｂ内のラッチ回路３
３ａ、　３３ｂにセットする（Ｓ９）、これにより、画
像信号を適正レベルにして、量子化精度を保つことが可
能となる。

第４図は第１図の本発明実施例の回路における各信号波
形の出力タイミングを示す。

同図において、Ｓ）Ｉは画像１ライン分の画像信号の蓄
積時間であり、φｌ、φ２は転送りロック、φＲ１，φ
Ｒ２は奇数列画素、偶数列画素のリセット信号、Ｖｌ、
　Ｖ２はＣＣＤ２４の出力後のデータ信号、Ｍｌ、　Ｍ
２は第１図のアナログスイッチ２８ａ、　２８ｂのタイ
ミング信号、φＡＤはＡＤＣ３０の変換クロック信号、
　ＶＤはＡＤＣ３０の出力後のデジタルデータである。

第４図に示すように、ＣＣＤ２４の出力を２つに分割し
て出力（ＶｌおよびＶ２）するようにしているので、分
割しない従来例と比較して局の周波数で各画素を転送を
行うことが可能である。従って、アナログ信号としての
画像信号に関与している増幅器などの素子の性能が出力
を分割していない時において満足していれば、自動利得
制御などを行って量子化し、シェーディング補正の精度
を向上させるに当り、さらに高速の量子化を施すことが
可能となる。

上述の本発明実施例では、ＡＧＣ２５ａ、　２５ｂはメ
モリ３５から同一の増幅率を読み出しており、このＡＧ
Ｃ２５ａ、　２５ｂによりＣＣＤ２４からの出力に対し
て同一の利得制御を行わせていたが、ＣＣＤ２４の特性
に応じて別々にＡＧＣに対して増減率を設定できるよう
にすれば、さらに各画素毎よって異なるＣＣＤ２４の各
画素間の感度不均一性を軽減することができるとともに
、量子化誤差も少な（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、画像信号を分割
して出力し、各々の出力に対して自動利得制御を施すよ
うにしたので、蛍光灯のような光源の周囲温度による光
量変動に伴う画像信号の量子化精度、およびシェーディ
ング補正精度を向上させることができるとともに量子化
高速化も計ることが可能となる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の信号処理回路の回路構成を示
すブロック図、 第２図は第１図の自動利得制御回路（ＡＧＣ）の詳細な
回路構成例を示すブロック図、 第３図は第１図の本発明実施例における基準白色板読み
取り時の制御手順を示すフローチャート、 第４図は第１図の回路における各信号の出力タイミング
を示すタイミングチャート、 第５図は従来例の画像読取装置の内部構成を示す概略断
面図、 第６図は蛍光灯の輝度と温度および時間との関係を示す
特性図、 第７図は従来例の画像読取装置の回路構成を示すブロッ
ク図、 第８図は第５図の白色基準板１５ａ、　１５ｂの配置構
成例を示す平面図、 第９図は第８図の白色基準板と読み取り信号レベルとの
関係を示す説明図である。 ３・・・原稿、 ４・・・蛍光灯（光源）、 ６・・・レンズ、 １５ａ、１５ｂ　−・・白色基準板、 ２４・・・ＣＣＤ　（光電変換手段）、２５ａ、２５ｂ
　・・・自動利得制御回路（ＡＧＣ）、２６ａ、２６ｂ
　・−サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）　。 ２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂ　−アナログスイッチ
、２９−・・５−ＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバータ）、３０・
・・Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）　。 ３１ａ、３１ｂ　・−Ｄ／Ａ　コンバータ（ＤＡＣ）、
３２・・・増幅器、 ３３ａ、３３ｂ　−−−ラッチ回路、 ３４・・・定電圧発生源、 ３５・・・メモリ、 ３６・・・ＣＰＵ（中央演算制御部）、３７・・・タイ
ミング発生回路、 ３８・・・バッファ、 ３９・・・ラッチ回路、 ４０・・・切替バッファ。 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光源により照射された原稿および白色基準板からの
   反射光を受光して電気信号に変換する光電変換手段と、 該光電変換手段の出力を複数の出力に分割する信号分割
   手段と、 該複数の出力毎に並列に設けられ、与えられた利得によ
   り該出力をそれぞれ可変増幅する増幅手段と、 全ての該増幅手段の出力を合成する信号合成手段と、 前記白色基準板の読み取り時に、該合成手段の出力レベ
   ルを検知する検知手段と、 該検知手段で検知されたレベル値に応じて前記増幅手段
   の利得を設定する制御手段と を具備したことを特徴とする画像読取装置。