JPH04358467A - イメージスキャナ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はイメージスキャナに係
わり、特にイメージセンサの黒レベルの補正装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】イメージスキャナにおいては、光源によ
り原稿が照明され、１次元のイメージセンサ（ラインセ
ンサ）が、原稿の上を、イメージセンサの長さ方向とは
直交する方向に移動して原稿の読み取りが行われる。

【０００３】この場合、光源としては高輝度の特殊な蛍
光灯が使用され、イメージセンサとしては１次元のＣＣ
Ｄイメージセンサが使用されている。

【０００４】ところで、光源の輝度むら、レンズの歪み
によるシェーディング、イメージセンサの感度のばらつ
き等から生じる白シェーディングの補正は、一般的に白
側基準面を光源からの光により走査し、その反射光に基
づいて行われている。これに対して、黒シェーディング
の補正については、以下のような方法が考えられている
。

【０００５】■予め、黒レベルのデータをメモリに格納
しておく方法 ■光源を消灯したときのイメージセンサの出力を黒レベ
ルのデータとする方法 ■光源を点灯したときのイメージセンサの出力を黒レベ
ルのデータとする方法 ここで、■の方法は、予めイメージセンサの出力の黒基
準の電圧を規定して、それに応じた黒レベルのデータを
不揮発性メモリ（ＲＯＭ）に格納しておき、画像読み取
りの際、白シェーディングのデータからそのデータを引
き算することにより黒シェーディング補正するものであ
る。

【０００６】また、■の方法は、光源を消灯させて、白
シェーディングの補正と同様な方法で走査し、その時の
イメージセンサの出力データをメモリに格納しておく方
法である。

【０００７】さらに、■の方法は、白シェーディングの
補正の際、白側基準面を走査するのと同様にして黒側基
準面を走査し、そのデータをメモリに格納しておく方法
である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、■の方
法によるときは、イメージセンサの暗電流が温度により
増減するため、温度によって画質が劣化するという欠点
がある。また、暗電流値のビットごとでのばらつきには
全く対応できないため、使用するイメージセンサによっ
て画質が劣化するという欠点がある。

【０００９】また、■の方法によるときは、■の方法に
よる欠点である暗電流の温度による増減、ビットごとの
ばらつきには対応できるが、光源の点灯、消灯のサイク
ルが増えることにより光源の寿命が劣化し、消灯してか
ら点灯した際、光源が安定するまでウォーミングアップ
が必要になるなどの欠点がある。

【００１０】さらに、■の方法によるときは、■の方法
の欠点である光源の寿命の劣化、ウォーミングアップの
必要性を避けることはできるが、黒側基準面の反射むら
、ゴミ、反射濃度の経時変化などにより画質が劣化する
という欠点がある。

【００１１】この発明は、以上の欠点を解消できるイメ
ージスキャナの黒レベル補正装置を提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、この発明よるイメージスキャナの黒レベル補正装置は
、後述の実施例の参照符号を対応させると、原稿を照明
する光源４Ｒ，４Ｂと、上記原稿からの反射光を受光し
て画像データの出力信号に変換するイメージセンサ９と
、上記原稿と上記イメージセンサ９との間の光路上に設
けられた絞り機構７とを有し、この絞り機構７を制御す
ることによりイメージセンサ９の黒レベルを検出するよ
うにしたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】上記の構成において、絞り機構により絞りが完
全に閉じられた状態において、イメージセンサからの出
力が取り出され、そのセンサ出力データが黒レベルとし
てメモリに記憶される。

【００１４】

【実施例】図１はこの発明の一実施例を示す系統図、図
２はその斜視図である。これらの図において、１は原稿
台、２は白色基準面、３は光学ユニットを示し、原稿台
１は透明のガラス板により構成され、図２で、鎖線で示
したエリアが原稿読み取り範囲とされている。

【００１５】また、白色基準面２は、光源の光量を検知
するとき及び白レベル補正を行う際の基準となる反射体
であり、これは一様に白色の面体とされ、通常、光学ユ
ニット３のホームポジションに対応する位置に設けられ
ている。

【００１６】さらに、光学ユニット３は、２本の蛍光灯
４Ｒ、４Ｂ、絞り機構７及び１次元のイメージセンサ９
などを有する。この場合、蛍光灯４Ｒ、４Ｂは、互いに
異なる色光、例えば赤色光及び青色光を出力するもので
ある。そして、これら蛍光灯４Ｒと４Ｂとは、その長さ
方向が主走査方向となるように平行に配列されている。 この場合、光源として色光の異なる複数の光源を用いた
のは、■光源が単独光源であるときは、原稿がカラー原
稿であるときにドロップアウトカラー（読み取ることが
できない色部分が生じること）が生じてしまう■単独光
源の場合には、カラー原稿の特定の色を強調しようとし
ても、あるいは逆に弱めようとしても、これができない
■光源が棒状なので、単独光源の場合には、原稿に切り
張りがあると、影を生じてしまうという欠点を改善でき
るようにするためである。

【００１７】絞り機構７は、イメージセンサ９に供給さ
れる読み取り光の光量を調整するためのものであり、７
Ｍはその駆動モータである。さらに、イメージセンサ９
は、この例では１次元のＣＣＤイメージセンサとされ、
蛍光灯４Ｒ、４Ｂと平行となるように配置されている。 なお、５はフレア防止用のスリット、６は反射用ミラー
、８はレンズである。

【００１８】そして、光学ユニット３は、原稿読み取り
時、駆動モータ３Ｍにより、図２に示すように、副走査
方向、すなわち、蛍光灯４Ｒ、４Ｂ及びイメージセンサ
９の長さ方向とは直交する方向に移動される。

【００１９】また、この原稿読み取り時、点灯回路３５
により蛍光灯４Ｒ、４Ｂへの給電が制御され、これら蛍
光灯４Ｒ、４Ｂからの光により原稿台１の上に置かれた
原稿（図示せず）が照明される。そして、原稿からの反
射光が、蛍光灯４Ｒ、４Ｂの間→スリット５、５の間→
反射用ミラー６→絞り機構７→レンズ８の光路を通じて
イメージセンサ９に供給され、イメージセンサ９で画像
データのデータ信号Ｓｄに変換される。

【００２０】こうして、イメージセンサ９からは、例え
ば図３に示すように、１ライン分ごとにその画像データ
のデータ信号Ｓｄが取り出される。

【００２１】そして、このデータ信号Ｓｄが、アンプ１
１及びサンプリング・ホールド回路１２を通じてＡ／Ｄ
コンバータ１３に供給されて、デジタルのデータ信号Ｓ
Ｄに変換される。この信号ＳＤは、画像処理回路１４に
供給されて、網点処理やシェーディング補正などの処理
が行われてからインターフェイス回路１５を通じてホス
ト機器（図示せず）に出力される。メモリ１６には、画
像処理回路１４におけるシェーディング補正のためのデ
ジタルデータが格納されている。

【００２２】また、２１は各種の周波数及びタイミング
のパルスを形成するタイミング信号発生回路で、イメー
ジセンサ９の駆動クロックも、このタイミング信号発生
回路２１から駆動回路２２を通じて供給される。

【００２３】また、２３はアドレスカウンタ、２４はピ
ーク値検出回路、２５はピーク値検出範囲設定回路であ
る。さらに、２６は基準値設定回路、２７は比較回路、
２８はタイマ値設定回路、２９はタイマ用カウンタであ
る。

【００２４】３１は、このイメージスキャナ全体の動作
を制御するマイクロコンピュータ（以下マイコンという
）である。３２は割り込みコントローラである。

【００２５】ピーク値検出回路２４は、データ信号ＳＤ
の白側のピーク値を検出するものであり、そのピーク値
が信号Ｖｐとして取り出される。

【００２６】ピーク値検出範囲設定回路２５は、次のよ
うな目的で設けられている。

【００２７】すなわち、蛍光灯４Ｒ、４Ｂやレンズ８の
光学特性などにより、イメージセンサ９の両端では入射
光量が減少する。このため、イメージセンサ９が白色基
準面２を読み取っているときでも、図４Ａに示すように
、データ信号Ｓｄのレベルがラインの両端で低下するよ
うなシェーディングを生じてしまう。また、原稿によっ
ては、その主走査側の端に書かれている文字や絵が読取
り対象となり、原稿をトリミングすることもある。

【００２８】そこで、ピーク値検出回路２４がピーク値
を検出するとき、図４Ａに示すように、１ライン期間（
１主走査期間）のうちのどの範囲Ｔにおいてそのピーク
値検出を行うかを設定するために、ピーク値検出範囲設
定回路２５は設けられているのである。

【００２９】そして、タイミング信号発生回路２１から
のパルスがアドレスカウンタ２３に供給されて、このア
ドレスカウンタ２３から、イメージセンサ９の主走査位
置に対応して値の変化するアドレス信号が取り出される
。このアドレス信号はメモリ１６及びピーク値検出範囲
設定回路２５に供給されるとともに、マイコン３１から
設定範囲Ｔに対応する値の範囲信号がピーク値検出範囲
設定回路２５に供給される。

【００３０】このピーク値検出範囲設定回路２５からは
、カウンタ２３からのアドレス信号の値が、マイコン３
１からの範囲信号の示す値の範囲にあるときに“１”と
なる出力信号が取り出される。この出力信号はピーク値
検出回路２４に検出の許可信号として供給され、範囲Ｔ
についてのみピーク値の検出動作が行われるようにされ
ている。

【００３１】そして、ピーク値検出回路２４からの検出
信号Ｖｐが比較回路２７に供給されるとともに、マイコ
ン３１から基準値設定回路２６を通じて比較回路２７に
比較の基準値Ｖｔｈが供給され、その比較出力が割り込
みコントローラ３２を通じてマイコン３１に割り込み信
号として供給される。すなわち、Ｖｐ≧Ｖｔｈとなった
とき、マイコン３１に割り込みがかかる。

【００３２】また、後述もするように、タイマ値設定回
路２８には、黒シェーディング補正のためのイメージセ
ンサの黒レベルのデータを得るときに、絞り機構７が完
全に閉じるまでに十分な時間ｔが設定される。この設定
はマイコン３１によりなされる。カウンタ２９は、この
時間ｔの時間経過をカウントする。そして、経過時間が
ｔに到達すると、カウンタ２９の出力が割り込みコント
ローラ３２を介してマイコン３１に供給され、マイコン
３１には、絞りを閉じ始めてから時間ｔ経過後の時点で
割り込みがかかる。

【００３３】画像読取り中は、イメージセンサ９の出力
が、後段のアンプ１１、Ａ／Ｄコンバータ１３等での電
圧が適性になるような入射光を保持するように絞り機構
７は固定されている。

【００３４】そして、白シェーディング補正のためのデ
ータ及び黒シェーディング補正のためのデータが、以下
に示すようにしてメモリ１６に書き込まれる。

【００３５】先ず、白シェーディング補正時には、マイ
コン３１において、例えば図５に示すフローチャートの
ルーチン１００が実行される。

【００３６】すなわち、マイコン３１の処理はステップ
１０１からスタートし、ステップ１０２において、駆動
回路３４によりモータ３Ｍが駆動され、光学ユニット３
がこのモータ３Ｍにより駆動されてホームポジションに
移動すると共に、螢光灯４Ｒ，４Ｂが点灯され、白色基
準面２に対するデータ信号ＳＤがＡ／Ｄコンバータ１３
から出力される。

【００３７】次に、ステップ１０３において、基準値設
定回路２６に基準値Ｖｔｈが設定される。このとき、基
準値設定回路２６に与えられる基準値Ｖｔｈは、Ａ／Ｄ
コンバータ１３のダイナミックレンジの約７０〜８０％
程度の値である。

【００３８】次に、ステップ１０４において、割り込み
をチェックすることにより、データ信号ＳＤのピーク値
Ｖｐが基準値Ｖｔｈと比較され、Ｖｐ＝Ｖｔｈ又はＶｐ
が適正値であれば、処理はステップ１０４からステップ
１１０に進み、このルーチン１００を終了する。

【００３９】しかし、Ｖｐ≠Ｖｔｈ又はＶｐが適正値で
なければ、処理はステップ１０４からステップ１０５に
進み、このステップ１０５において、データ信号ＳＤの
ピーク値Ｖｐと基準値Ｖｔｈとが比較され、Ｖｐ≧Ｖｔ
ｈのときには、処理はステップ１０５からステップ１０
６に進み、このステップ１０６において、マイコン３１
により駆動回路３３を通じてモータ７Ｍの駆動の開始が
指示され、絞り機構７の絞りは次第に閉じられていく。

【００４０】そして、この間に、マイコン３１の処理は
ステップ１０６からステップ１０８に進み、このステッ
プ１０８において、比較回路２７からの割り込みがある
かどうかがチェックされ、ないときには、このステップ
１０８が繰り返される。

【００４１】しかし、今の場合、ステップ１０８により
絞り機構７はその絞りが次第に閉じられつつあるので、
これにしたがってデータ信号ＳＤのピーク値Ｖｐは次第
に小さくなっていく。

【００４２】そして、絞り機構７の絞りがある絞り値ま
で閉じられると、Ｖｐ＝Ｖｔｈとなるので、比較回路２
７の比較出力によりマイコン３１に割り込みがかかる。

【００４３】すると、この割り込みがステップ１０８に
おいて検出され、処理はステップ１０８からステップ１
０９に進み、このステップ１０９において、マイコン３
１により駆動回路３３を通じてモータ７Ｍの駆動の停止
が指示され、絞り機構７の絞りは割り込み時の絞り値で
固定される。そして、次にステップ１１０において、こ
のルーチン１００を終了する。

【００４４】一方、ステップ１０５において、Ｖｐ＜Ｖ
ｔｈのときには、処理はステップ１０５からステップ１
０７に進み、このステップ１０７において、マイコン３
１により駆動回路３３を通じてモータ７Ｍの駆動の開始
が指示され、絞り機構７の絞りが次第に開かれていく。

【００４５】そして、この間に、マイコン３１の処理は
ステップ１０７からステップ１０８に進む。

【００４６】したがって、以後、Ｖｐ≧Ｖｔｈのときと
同様にしてＶｐ＝Ｖｔｈになるまで絞り機構７の絞りが
開かれ、Ｖｐ＝Ｖｔｈになると比較回路２７の比較出力
によりマイコン３１に割り込みがかかり、この割り込み
時の絞り値で固定されて、このルーチン１００を終了す
る。

【００４７】そして、その後、白色基準面２のときのデ
ータ信号ＳＤが、シェーディングの状態を示すデータと
してメモリ１６に記憶される。

【００４８】続いて、駆動回路３４を通じてモータ３Ｍ
が駆動され、光学ユニット３は副走査方向へと移動する
。

【００４９】したがって、上述のように、イメージセン
サ９からは原稿の画像データのデータ信号ＳＤが出力さ
れ、このデータ信号ＳＤは処理回路１４により、所定の
処理が行われてからインターフェイス回路１５を通じて
ホスト機器に供給される。このとき、メモリ１６に記憶
されているシェーディングデータが処理回路１４に供給
されて白シェーディングの補正が行われる。

【００５０】次に、黒シェーディング補正時には、マイ
コン３１において、例えば図６に示すフローチャートの
ルーチン２００が実行される。

【００５１】すなわち、マイコン３１の処理はステップ
２０１からスタートし、ステップ２０２において、タイ
マ値設定回路２８に対して絞り機構７を完全に閉じるに
要する時間ｔを設定する。このときの設定時間ｔの値は
、絞り機構駆動用モータ７Ｍのトルク、絞り自体の重さ
などを考慮したものとされる。

【００５２】次に、ステップ２０３において、マイコン
３１により駆動回路３３を通じてモータ７Ｍの駆動の開
始が指示され、絞り機構７の絞りは次第に閉じられる。 この間に、カウンタ２９は、設定された時間ｔの経過の
計測を行う。

【００５３】そして、設定された時間ｔが経過すると、
絞りは完全に閉じられる。そして、カウンタ２９では、
この時間ｔの経過が検出され、その検出時点でステップ
２０４において割り込みが検出される。すると、ステッ
プ２０４からステップ２０５に進み、このステップ２０
５において、マイコン３１に割り込みがかかり、マイコ
ン３１により駆動回路３３を通じてモータ７Ｍの駆動の
停止が指示され、絞りは割り込み時の絞り値、すなわち
完全に絞られた状態で固定される。そして、次のステッ
プ２０６に進み、このルーチン２００が終了する。

【００５４】このときのイメージセンサ９の出力Ｓｄは
、図４Ｂに示すような黒レベルデータとなる。そして、
このときのデータ信号ＳＤが、黒レベルのデータとして
メモリ１６に記憶され、この黒レベルのデータにより、
黒シェーディング補正がなされるものである。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、黒シェーディング補正は絞りを綴じた状態でのイメー
ジセンサの出力を黒レベルとして検出し、これを基準と
する方式であるので、イメージセンサの暗電流の温度に
よる変動、暗電流のビットばらつきを吸収できる。また
、螢光灯の点灯、消灯のサイクルが増えることがないの
で、螢光灯の寿命の劣化がない。さらに、黒側基準面を
参照しないので黒側基準面の反射むら、ゴミ、傷、反射
濃度の経時変化などによる画質の劣化がないという利点
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるイメージスキャナの一実施例の
ブロック図である。

【図２】図１の例のイメージスキャナの斜視図である。

【図３】図１の例の動作説明のための波形図である。

【図４】図１の例の動作説明のための波形図である。

【図５】白シェーディング補正のためのフローチャート
の一例である。

【図６】黒シェーディング補正のためのフローチャート
の一例である。

【符号の説明】

１　　原稿台 ３　　光学ユニット ７　　絞り機構 ７Ｍ　　絞り機構駆動モータ ８　　レンズ ９　　イメージセンサ １２　　サンプルホールド回路 １３　　Ａ／Ｄコンバータ １４　　画像処理回路 １６　　メモリ ２８　　タイマ値設定回路 ２９　　カウンタ ３１　　マイコン ３２　　割り込みコントローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　原稿を照明する光源と、上記原稿から
   の反射光を受光して画像データの出力信号に変換するイ
   メージセンサと、上記原稿と上記イメージセンサとの間
   の光路上に設けられた絞り機構とを有し、上記絞り機構
   を制御することによりイメージセンサの黒レベルを検出
   するようにしたことを特徴とするイメージスキャナの黒
   レベル補正装置。