JPH0470255A

JPH0470255A - 画像入力装置

Info

Publication number: JPH0470255A
Application number: JP2183706A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Ichimaru; 徹也市丸
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1990-07-11
Filing date: 1990-07-11
Publication date: 1992-03-05

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）本発明は原稿の濃度を電気信号に変換しアナログ／デジ
タル変換してデジタルデータを出力する、ＣＣＤライン
センサーを用いた平面走査型スキャナーに係り、特にダ
イナミックレンジの広い安定した画像データが得られる
ようにした画像入力装置に関するものである。

（従来の技術）従来から、例えば複数点の画像を１枚のフィルムに配置
して効率よく出力できるレイアウトスキャナーシステム
等の画像人力装置としては、例えばドラムが回転するタ
イプのドラム型スキャナーが多く用いられている。一方
最近では、その高品質さ、高精細さ、コストの点から、
製版、ＣＤ−１，ＣＤ−ＲＯＭ、Ｈｉ　　Ｖｉｓｉｏｎ
。

Ｖｉｄｅｏ等の画像入力装置として有力な平面走査型の
スキャナー、例えばフラットベツド型スキャナーが、こ
れに代わって用いられてきつつある。

このフラットベツド型スキャナーは、読取りヘッド部を
平面走査（フラットスキャニング）することにより、原
稿台上にセットされたカラー原稿の画像情報を入力する
ものである。そして近年では、電荷結合素子（以下、Ｃ
ＣＤと称する）の性能の向上により、ＣＣＤイメージセ
ンサ−を備えたフラットベツド型スキャナーを用いて、
かなり高品質な印刷用画像を得ることが可能になってき
ている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、製版、ＣＤ−ｌＳＣＤ−ＲＯＭ。

Ｈｉ　　Ｖｉｓｉｏｎ、Ｖｉｄｅｏ等に用いる画像をス
キャナーを用いて入力する際には、一般に反射原稿（紙
焼等）、透過原稿（ポジフィルム等）をスキャナーで読
取ることになる。そして、反射原稿では０．１〜２．０
程度、透過原稿では０．２〜３．０程度の濃度域を持つ
ことができる。

しかしながら、この種のＣＣＤイメージセンサ−を備え
たフラットベツド型スキャナーの有するダイナミックレ
ンジは、一般にそこまで（０，２〜３，０程度）得るこ
とはできない。すなわち、ＣＣＤイメージセンサ−の発
生す、る信号電流（キャリア）は、入力光量がある一定
量に達すると飽和してしまう。このため、例えば原稿の
最も明るい所の信号電流を飽和させないようにスキャン
する場合には、その部分の入力光量が飽和の限界内に入
るようなサンプル時間にしなければならない。

その結果、原稿のシャド一部（入力光量の少ない部分）
では、熱雑音に隠されて画質の劣化を引き起こすか、そ
こまでＳ／Ｎ比が悪くならない場合でも、信号をアナロ
グ／デジタル変換する際の量子化の中に隠れてしまい、
結局有意差のある信号としてデジタルで取り出すことが
できない、すなわちダイナミックレンジの狭い画像デー
タしか取り出すことができない。

具体的には、ダイナミックレンジの広いスキャナーと狭
いスキャナーを用いて同一の原稿をスキャンした場合、
例えば髪の毛のような暗い部分について、ダイナミック
レンジの広いスキャナーでスキャンしたデータは、その
暗い中でも明暗のデイテールを表現し得るが、ダイナミ
ックレンジの狭いスキャナーでスキャンしたデータは、
ある濃度以上の所は潰れて（皆同じ濃度）しまうか、無
理にデイテール表現しようとすると、フィシーな画像に
なってしまう。以上のように、スキャナーの有するダイ
ナミックレンジは、高画質の画像入力を行なおうとした
場合には、広く安定したものである必要がある。

本発明は上述のような問題を解決するために成されたも
ので、原稿の全階調を取込み、ダイナミックレンジの広
い安定した画像データを得ることが可能な画像入力装置
を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するために本発明では、原稿の濃度を
電気信号に変換しアナログ／デジタル変換してデジタル
データを出力する、ＣＣＤラインセンサーを用いた平面
走査型スキャナーにおいて、ＣＣＤラインセンサーを２
個備え、各々のＣＣＤラインセンサーが原稿の同じ位置
を読取るように、各ＣＣＤラインセンサーまたは原稿の
位置を制御する位置制御手段と、原稿の透過または反射
光をＣＣＤラインセンサーで受光させる前の光を２つの
光に分岐させ、この分岐された一方の光を直接に一方の
ＣＣＤラインセンサーに入射させ、また分岐された他方
の光を一方の光と異なるレベルで他方のＣＣＤラインセ
ンサーに入射させる光分岐・光量調整手段と、各々のＣ
ＣＤラインセンサーにより得られた各信号を一つの連続
した信号に変換し、原稿の画像データとして出力する画
像信号変換手段とを備えて構成している。

（作用）従って、本発明の画像入力装置においては、まず２個の
ＣＣＤラインセンサーが原稿の同じ位置を読取るように
、位置制御手段で２個のＣＣＤラインセンサーまたは原
稿が位置合わせされる。

次に、２個のＣＣＤラインセンサーの位置合わせ終了後
、原稿を透過した光は、光分岐・光量調整手段で２つの
光に分岐され、さらにこの分岐した一方の光は直接に一
方のＣＣＤラインセンサーに入射され、他方の光は一方
の光と異なるレベルで他方のＣＣＤラインセンサーに入
射される。その後、２個のＣＣＤラインセンサーから出
力される各信号は、画像信号変換手段で一つの連続した
信号である原稿の画像データに変換される。これにより
、ダイナミックレンジの広い安定した画像データを得る
ことができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例について図面を参照して詳細に
説明する。

第１図は、本発明による画像入力装置の全体構成例を示
すブロック図である。

第１図において、原稿台１の上部には、所望の画像が描
かれた原稿２を載置している。また、原稿台１の下部の
図示部所には、原稿台１を図示矢印方向に移動させるた
めのステッピングモータ３、およびＣＣＤ位置合わせ用
の丸印付板４をそれぞれ設けている。さらに、原稿２の
上方部には光源５を配設し、その出射光を原稿２に入射
させるようにしている。ここで、ＣＣＤ位置合わせ用の
丸印付板４は第２図に示すように長尺状となっており、
裏側に長手方向に図示のように複数個の丸印４ａを一直
線上に所定の間隔で設けている。

一方、原稿台１の下方部の上記光源５と対向した位置に
は、色分解用のフィルター６を配設している。このフィ
ルター６は、Ｒ（赤）　、　Ｇ　ｌ）　。

Ｂ（青）の各色を有し、−色毎に計３回原稿２全面を分
解するものである。また、上記フィルター６の下方部に
は、フィルター６からの光を２つの光に分岐させる光分
岐手段であるハーフミラ−７を配設している。さらに、
上記ハーフミラ−７の下方部には、ハーフミラ−７から
の他方の光のレベル（量）を一方の光と異ならせる光量
調整手段であるフィルター８、およびこのフィルター８
からの光の方向を変えるミラー９をそれぞれ配設してい
る。

一方、２個のＣＣＤラインセンサー１０．１１を設け、
一方のＣＣＤラインセンサー１０にはハーフミラ−７か
らの一方の光を直接に入射させ、また他方のＣＣＤライ
ンセンサー１１にはミラー９からの光を入射させるよう
にしている。また、上記各ＣＣＤラインセンサー１０．
１１には、ＣＣＤラインセンサー１０．１１を図示上下
ならびに左右方向に移動させるためのステッピングモー
タ１２．１３を設けている。さらに、上記各ＣＣＤライ
ンセンサー１０．１１により得られた信号をアナログ処
理するためのアナログ処理回路１４．１５と、各アナロ
グ処理回路１４．１５からのアナログ信号をデジタル信
号に変換するアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路１
６．１７と、あらかじめ作成された第３図（ａ）、（ｂ
）に示すような変換テーブルを記憶するテーブル記憶手
段１８と、各Ａ／Ｄ変換回路１６．１７からの出力信号
を、テーブル記憶手段１８の変換テーブルを用いて一つ
の連続した信号に変換し、原稿の画像データとして出力
する画像信号変換手段である比較演算回路１９と、比較
演算回路１９からの出力信号にトーン補正を行なうトー
ン補正回路２０と、トーン補正回路２０からの出力デー
タを一時的に保存するバッファメモリ２１と、上記出力
データを外部機器へ出力するためのインタフェース回路
２２とをそれぞれ設けている。

一方、主制御回路２３と、タイミング回路２４とをそれ
ぞれ設けている。ここで、主制御回路２３は、上記各ス
テッピングモータ３，１２゜１３の回転を駆動制御する
機能と、各ステッピングモータ１２．１３を駆動して、
各ＣＣＤラインセンサー’１０．１１の初期位置合わせ
を制御する機能と、各ステッピングモータ１２．１３の
駆動速度信号を出力する機能をそれぞれ有するものであ
る。また、タイミング回路２４は、主制御回路２３から
の駆動速度信号に基づいて、各ＣＣＤラインセンサー１
０．１１の１ラインの読取り時間を設定するためのタイ
ミング信号を、各ステッピングモータ１２．１３にそれ
ぞれ出力するものである。すなわち、１ライン当りの読
取り時間を大きく　（長く）すれば光量が多くなり、逆
に１ライン当りの読取り時間を小さく　（短かく）すれ
ば光量が少なくなる。そして、これは、原稿や使用目的
に応じて任意に設定できるものである。

次に、以上のように構成した本実施例の画像入力装置の
作用について説明する。

まず、２個のＣＣＤラインセンサー１０．１１の初期位
置合わせを行なうため、原稿台１のスタート位置に設け
られたＣＣＤ位置合わせ用丸印付板４の丸印４ａが、Ｃ
ＣＤラインセンサー１０゜１１で同時に読取られる（ス
キャンされる）。そして、これにより得られた各ＣＣＤ
ラインセンサー１０．１１の出力信号（各ＣＣＤライン
センサー１０．１１のどの（何番目の）素子がどの位置
で丸印４ａを捕らえたか）Ｓｌ、Ｓ２が比較演算回路１
９で比較され、各ＣＣＤラインセンサー１０．１１の位
置ずれ（丸印４ａのずれ）値が算出される。その結果、
主制御回路２３を通して各ステッピングモータ１２．１
３が駆動され、各ＣＣＤラインセンサー１０．１１の位
置ずれを補正して位置合わせが行なわれる。

次に、以上のような位置合わせが終了した後、色分解が
行なわれる。すなわち、光源５から原稿台ｌ上の原稿２
に光が照射される。すると、原稿２を透過した光は、フ
ィルター６を通して色分解される。この色分解は、Ｒ，
Ｇ、Ｂ各面毎に行なわれる。これにより、フィルター６
を通過した光は、ハーフミラ−７で２つの光に分岐され
る。そして、この分岐した光のうち、一方の光は直接に
一方のＣＣＤラインセンサー１０に入射され、また他方
の光はフィルター８を通してレベル（光量）を変え、さ
らにミラー９で反射されて、一方の光と異なるレベルで
他方のＣＣＤラインセンサー１１に入射される。

次に、各ＣＣＤラインセンサー１０．１１から出力され
る各信号Ｓｌ、Ｓ２は、アナログ処理回路１４．１５で
アナログ処理が施され、さらにＡ／Ｄ変換回路１６．４
７でデジタル信号に変換された後に比較演算回路１９に
入力される。そして、比較演算回路１９では、Ａ／Ｄ変
換回路１６１７からの出力信号Ｓｌ、Ｓ２が、テーブル
記憶手段１８にあらかじめ作成された第３図（ａ）。

（ｂ）に示すような変換テーブルを用いて、量子化演算
により一つの連続した信号に変換され、原稿の画像デー
タとして出力される。

すなわち、第４図（ａ）、（ｂ）は、Ａ／Ｄ変換回路１
６．１７からの出力信号Ｓｌ、Ｓ２における、原稿濃度
と量子化レベルとの関係例を示す図である。第４図にお
いて、信号Ｓｌ、Ｓ２共に２．０程度のレンジしかない
が、信号Ｓ２はフィルター８により光量が抑えられるた
め０〜２．０の濃度、信号Ｓ１は１．０〜３．０の濃度
が量子化可能となる。つまり、Ａ／Ｄ変換回路１６゜１
７において、信号Ｓｌ、Ｓ２の濃度域０〜３．０の信号
が、それぞれ０〜２５５の量子化レベルに割り振られる
。そして、このようにして得られた信号のうち、有効な
量子化レベルすなわち信号Ｓ１においては、濃度か１．０＜Ｓｌ≦３．０の範囲（量子化レベルでは２５５
＞５１≧０）信号Ｓ２においては、濃度が０くＳ２≦２．０の範囲（量子化レベルでは２５５≧Ｓ
２＞０）のみが抽出される。そして、この信号を第３図に示、す
ような変換テーブルを用いて、比較演算回路１つにより
信号Ｓ１の０〜２５５に量子化された信号を０〜１７０
に、信号Ｓ２のＯ〜２５５に量子化された信号を８５〜
２５５にそれぞれ変換することにより、第４図（ｄ）に
示すように濃度０〜３．０の範囲を０〜２５５の量子化
レベルに割り振ることができる（第４図（ｃ）、（ｄ）
）。

この場合、重なり合う１．０〜２．０の濃度は、信号Ｓ
１と信号Ｓ２の平均値とする。

修正値−変換１（変換２−０の時）（変換１＋変換２）／２（変換１≠０の時、変換２≠０の時）変換２（変換１
−０の時）この結果、比較演算回路１９からの出力信号は、例えば
第５図に示すようになる。そして、トーン補正回路２０
では、この得られた信号に対してトーン補正が行なわれ
、その補正データはバッファメモリ２１に一時保存され
、インタフェース回路２２を通して外部のハードディス
ク等の記憶手段に保存され、その後出力走査部（フィル
ム作成工程、ＣＤ−ＲＯＭ作成工程）等へ与えられるこ
とになる。

以上のように、上述の２つの変換テーブルを画像データ
をあらかじめ作成して記憶しておき、対応する２回のス
キャンを行なった後に、それぞれテーブル変換後に所定
の重み付けをして加算するのみで、ダイナミックレンジ
の広い安定した画像データを得ることができる。

上述したように本実施例では、原稿の濃度を電気信号に
変換しアナログ／デジタル変換してデジタルデータを出
力する、ＣＣＤラインセンサーを用いたフラットベット
型スキャナーにおいて、２個のＣＣＤラインセンサー１
０．１１を備え、各々のＣＣＤラインセンサー１０．１
１が原稿２の同じ位置を読取るように、各ＣＣＤライン
センサー１０．１１の位置を制御する、ＣＣＤ位置合わ
せ用丸印付板４・ステッピングモータ１２゜１３・主制
御回路２３からなる位置制御手段と、光源５から原稿２
を透過してＣＣＤラインセンサーで受光させる前の光を
２つの光に分岐させ、この分岐された一方の光を直接に
一方のＣＣＤラインセンサー１０に入射させ、また分岐
された他方の光を一方の光と異なるピントで他方のＣＣ
Ｄラインセンサー１１に入射させる、ハーフミラ−７・
フィルター８・ミラー９からなる光分岐・光量調整手段
と、各々のＣＣＤラインセンサー１０゜１１により得ら
れた各信号をアナログ処理し、Ａ／Ｄ変換した後にあら
かじめ作成された変換テーブルを用いて一つの連続した
信号に変換して原稿の画像データを得、トーン補正を行
なって出力する、アナログ処理回路１４．１５・Ａ／Ｄ
変換回路１６．１７・変換テーブル記憶手段１８・比較
演算回路１９・トーン補正回路２ｏからなる画像信号変
換手段とにより構成したものである。

従って、従来問題となっていたＣＣＤスキャナーの読取
り濃度レンジ幅不足を解消して原稿の全階調を取込むこ
とができ、ダイナミックレンジの広い安定した画像デー
タを得ることが可能となる。

尚、上記実施例では、本発明をフラットベット型スキャ
ナーに適用した場合について述べたが、これに限らずこ
れ以外の平面走査型スキャナーの場合についても、本発
明を同様に適用することができるものである。

また、上記実施例では、光分岐・光量調整手段として、
ハーフミラ−７により光を分岐させ、フィルター８によ
りレベルを異ならせるようにした場合について述べたが
、これに限らずこれ以外の手段を用いる場合についても
、本発明を同様に適用することができるものである。

さらに、上記実施例では、各々のＣＣＤラインセンサー
が原稿の同じ位置を読取るように、あらかじめ各ＣＣＤ
ラインセンサーの位置を制御するようにした場合につい
て述べたが、これに限らず原稿の位置を制御するように
してもよいものである。

（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、ＣＣＤラインセン
サーを２個備え、各々のＣＣＤラインセンサーが原稿の
同じ位置を読取るように、あらかじめ各ＣＣＤラインセ
ンサーまたは原稿の位置を制御しておき、原稿の透過ま
たは反射光を２つの光に分岐させて、その一方の光を直
接に一方のＣＣＤラインセンサーに入射させると共に、
他方の光を一方の光と異なるレベルで他方のＣＣＤライ
ンセンサーに入射させ、各々のＣＣＤラインセンサーに
より得られた各信号を一つの連続した信号である原稿の
画像データに変換しで出力するようにしたので、原稿の
全階調を取込み、ダイナミツクレンジの広い安定した画
像データを得ることが可能な画像入力装置が提供できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像入力装置の一実施例を示すブ
ロック図、第２図は同実施例におけるＣＣＤ位置合わせ
用丸印付板の構成例を示す図、第３図は変換テーブルの
例を示す図、第４図および第５図は同実施例における作
用を説明するための図である。１・・・原稿台、２・・・原稿、３・・・ステッピング
モータ、４・・・ＣＣＤ位置合わせ用丸印付板、４ａ・
・・丸印、５・・・光源、６・・・色分解用のフィルタ
ー　７・・・ハーフミラ−８・・・ピント調整レンズ、
９・・・ミラ１０．１１・・・ＣＣＤラインセンサー　
１２゜１３・・・ステッピングモータ、１４．１５・・
・アナログ処理回路、１６．１７・・・Ａ／Ｄ変換回路
、１８・・・テーブル記憶手段、１９・・・比較演算回
路、２０・・・トーン補正回路、２１・・・バッファメ
モリ、２２・・・インタフェース回路、２３・・・主制
御回路、２４・・・タイミング回路。（１度０．５　、１．０　、２．５の変換例）（ａ）（０）（変換剤０！子イヒレＸル）第笥図図（ｂ）１１子イヒパル）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）原稿の濃度を電気信号に変換しアナログ／デジタ
ル変換してデジタルデータを出力する、ＣＣＤラインセ
ンサーを用いた平面走査型スキャナーにおいて、前記ＣＣＤラインセンサーを２個備え、前記各々のＣＣＤラインセンサーが原稿の同じ位置を読
取るように、前記各ＣＣＤラインセンサーまたは原稿の
位置を制御する位置制御手段と、前記原稿の透過または
反射光を前記ＣＣＤラインセンサーで受光させる前の光
を２つの光に分岐させ、この分岐された一方の光を直接
に前記一方のＣＣＤラインセンサーに入射させ、また前
記分岐された他方の光を前記一方の光と異なるレベルで
前記他方のＣＣＤラインセンサーに入射させる光分岐・
光量調整手段と、前記各々のＣＣＤラインセンサーにより得られた各信号
を一つの連続した信号に変換し、前記原稿の画像データ
として出力する画像信号変換手段と、を備えて成ることを特徴とする画像入力装置。
（２）前記光分岐・光量調整手段としては、ハーフミラ
ーにより光を分岐させ、フィルターによりレベルを異な
らせるようにしたことを特徴とする請求項（１）項に記
載の画像入力装置。
（３）前記画像信号変換手段としては、前記各ＣＣＤラ
インセンサーからの信号を量子化して原稿の画像信号を
得るものであることを特徴とする請求項（１）項に記載
の画像入力装置。