JPH047974A - 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］ 本発明は複写機、ファクシミリ、イメージキャナー等の
画像読取装置に関する。

［従来の技術］ 従来の画像読取装置に接続する出力装置としては、ＣＲ
Ｔ　、デイスプレィ装置、ＬＢＰ（レーザービームプリ
ンタ）などがあり、それらの出力装置においているいろ
な出力濃度特性が存在している。そこで、各出力装置の
出力濃度特性に対応するため次のような手段が従来採用
されていた。

■　従来の手段１としては、諧調濃度を読み取る画像読
取装置内部の画像読取センサにより読取画像に対しての
反射率あるいは透過率に比例した出力電圧を得て、その
出力電圧をＡ／Ｄ　（アナログデジタル）変換器により
デジタル値に変換するが、出力装置の出力濃度特性は入
力信号に対し比例していないので、画像読取装置内部の
デジタル回路により上記のデジタル値に対してその人力
濃度特性をそれぞれの出力装置の出力濃度特性に応じて
関数変換をしていた。

■　従来の手段２としては、Ａ／Ｄ変換器の前段に１つ
の出力装置に対して１つの関数しかもたないアナログ関
数演算器を配置することにより出力装置の出力濃度特性
に応じた関数変換読取画像信号に対してしていた。した
がって、多数の出力装置に応じるためには多数のアナロ
グ関数演算器をもたなければならなかった。

［発明が解決しようとする課題］ ■　しかしながら上述の従来の手段１では、入力画像濃
度データに対して画像読取装置のＡ／Ｄ変換器の精度内
でしか上記の関数変換が行なえないという問題が存在す
る。例えば、出力装置の入出力特性が対数関数で表わせ
る時に画像読取装置では、その逆関数である指数変換す
るときなどでは、黒側の精度は非常に細かく要求される
のに対して白側の精度は低くてもよいときにでも、すべ
ての部分で同じ精度で関数変換を行うので黒側の精度は
Ａ／Ｄ変換器内の精度に拘束されて不十分であるのに対
し、白側の精度は不必要に高いのである程度データを捨
てなければならなかった。

■　また、上述の従来の手段２では非常に精度が良いの
ではあるが、多数の出力装置に応じるためには、多数の
アナログ関数演算器を用意しなければならず、そのため
高価につくという問題が生じた。その結果、現実的には
１つかまたは少数の関数変換しか行なえなかった。

そこで、本発明の目的は、上述の欠点を除去し、１つの
関数変換器により読取の濃度精度を向上し、かつ多数の
出力装置に応じた出力濃度特性を持った画像読取装置を
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、本発明は、光電変換器を用
いて読み取った入力画像濃度に対して関数変換を施した
出力画像データを出力できる画像読取装置において、入
力信号に対して多数点の直線近似を行なうことによって
関数変換する関数変換手段として、前記直線近似におけ
る直線の傾きを可変にする第１の可変手段と、前記直線
に対して加えるオフセット値を可変にする第２の可変手
段とを有し、かつ前記第１と第２の可変手段に対して与
える多数点の可変パラメータを記憶する記憶手段と、前
記入力信号の１画素を読み取る期間を２つの期間に分け
て最初の期間で入力信号の電圧情報をえることにより多
数点のうちの１つのパラメータを前記記憶手段から選び
、次の期間で前記第１、第２の可変手段により直線近似
を行なわせる制御手段とを具備したことを特徴とする。

また、本発明の第１の形態は、前記第１の可変手段は、
演算増幅器と、該演算増幅器の入力抵抗としてのはしご
抵抗型の第１のＤ／Ａ変換器と、該演算増幅器の負帰還
抵抗としてのはしご抵抗型の第２のＤ／Ａ変換器とから
なることを特徴とする。

また、本発明の第２の形態は、前記第２の可変手段は、
前記演算増幅器の入力部に設けた電圧出力型のＤ／Ａ変
換器であることを特徴とする特［作　用］ 本発明では、諧調濃度を読み取る画像読取装置において
、多数点直線近似関数変換を行う関数変換手段として、
直線の傾きの第１の可変手段として、例えば演算増幅器
とその演算増幅器の入力抵抗および負帰還抵抗にはしご
抵抗型のＤ／Ａ変換器をそれぞれ設け、直線に対して加
えるオフセット値を可変する第２の可変手段として、例
えば上記の演算増幅器の入力部に電圧出力型のＤ／Ａ変
換器を設け、さらに第１と第２の可変手段に対して与え
る多数点の可変パラメータを記憶する記憶手段を設け、
また、入力信号の１画素を読み取る期間を２つの期間に
わけて最初の期間で入力信号の電圧情報を得ることによ
り多数点のうちの１つのパラメータを上記の記憶手段か
ら選び、次の期間で第１と第２の可変手段により直線近
似を行なわせる制御手段を設けたので、外部出力機器に
応じた関数変換が高精度で行なうことが可能になり、ま
た画像情報に応じてコントラスト比を自由に変えること
も可能となる。

［実施例コ 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〜第４図は、本発明実施例の画像読取装置の画像
読取処理部の回路構成を示し、第５図、第６図は本発明
実施例の機械的構成を示す。

まず、第５図から説明する。

同図において、５−１は原稿支持台５−８に原稿面を照
明する光源である５−２，５−３，５−４はそれぞれ光
源５−１に照らされた原稿支持台５−８上の原稿面から
の反射光を導くための鏡（走査ミラー）である、５−５
は鏡５−２．５−３．５−４で導かれた反射光な光電変
換部５−６に結像するレンズである。光電変換部５−６
はレンズ５−５で結像された画像を電気信号に光電変換
するもので、本例ではラインイメージセンサを用いる。

原稿支持台５−８は原稿を支持する透明なガラス板であ
る。また、５−７は画像情報のある面を下にした原稿で
ある。５−９は光源５−１、鏡５−２．５−３．５−４
、レンズ５−５、ラインイメージセンサ５−６を一体に
収納して支持する読取ヘッドである。

第６図は第５図の原稿支持台５−８を照射面がらみた状
態を示す。

同図において、６−４は基準となる基準白色板である。

また、６〜１は基準白色板６−４の主走査方向の長さ、
６−２は基準白色板６−４の副走査方向６−５の幅であ
る。６−３は副走査方向の原稿読取領域である。

第１図は本実施例の画像信号処理部の全体の回路構成を
示す。

同図において、Ｉ−１は第５図の光電変換部５−６から
の８カ電圧の画像信号波形を増幅する画像信号波形増幅
回路である。１−２は画像信号波形増幅回路１−１によ
り増幅された画像信号を波形整形する画像信号波形整形
回路である。１−３は波形整形器１−２からの画像信号
を関数変換する関数変換器である。１−４は関数変換器
１−３からの画像信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ（
アナログデジタル）変換器である。！−５は関数変換器
１−３にセットするパラメータを記憶するパラメータ記
憶回路である。ｌ−６は関数変換器１−３．１−４およ
びパラメータ記憶回路１−５を制御する制御回路である
。１−７はこの画像読取装置全体を制御するためのｃｐ
ｕ　（セントラルプロセッサユニット）である。また、
１−８は画像読取装置と外部機器との信号の送受をする
ためのインタフェース回路である。

第２図は第１図の関数変換器１−３の詳細を示す。

同図において、２−１は波形整形器１−２の出力端子と
接続して演算増幅器２−４の入力抵抗器として働＜ＤＩ
ＡＩデジタルアナログ）変換器ｆＤＡｃ）であ６．２−
２は演算増幅器２−４の負帰還抵抗器として働＜　Ｄ／
Ａ変換器（ＤＡＣ）である。２−３は演算増幅器２−４
のオフセット調整器として働（電圧出力型のＤ／Ａ変換
器（ＤＡＣ）である。２−５は演算増幅器２−４のプラ
ス入力端子に接続する抵抗器である。２−６は抵抗器２
−５はＤ／Ａ変換器２−３との接続点に接続してグラン
ド接地をおこなうためのコンデンサーである。また、２
−７は演算増幅器２−４の出力端子と接続する反転増幅
器である。

第３図は第１図のパラメータ記憶回路１−５の詳細を示
す。

同図において、３−１は第２図のＤ／Ａ変換器２−１の
デジタル入力パラメータを記憶する記憶回路である。３
−２は第２図のＤ／Ａ変換器２−２のデジタル入力パラ
メータを記憶する記憶回路である。３−３は第２図のＤ
／Ａ変換器２−３のデジタル入カッ＼ラメータを記憶す
る記憶回路である。

また、３−４．３−５．３−６はそれぞれ対応の記憶回
路３−１．３−２．３−３に対するデータ・セレクタで
ある。３−７は記憶回路３−１．３−２．３−３に対す
るアドレス・セレクタである。

第４図は第１図の制御回路１−６の詳細を示す。

同図において、４−１はクロック発生器である。

４−２は第３図のパラメータ記憶回路１−５のアドレス
を発生するアドレス記憶回路である。４−３は記憶回路
４−２のアドレスを選択するアドレス・セレクタである
。４−４は記憶回路４−２のデータの流れをかえるデー
タ・セレクタである。

次に、以上の構成における本発明実施例の動作を説明す
る。

（Ａ）第７図の特性図において、第１図の波形整形器１
−２からの入カラインｉ−ｂ上の画像電圧を入力電圧変
数として横軸にとり、第１図の関数変換器１−３の出力
ライン１−ｃ上の出力電圧を縦軸にとる。たとえば、外
部機器が第７図の９−ａの曲線カーブの関数（対数関数
）を示す入出力濃度特性をもっているとき、９−ａのカ
ーブに対し逆関数の関係にある９−ｃの曲線カーブ（指
数関数）に関数変換器１−３により直さなければ、原稿
の反射率あるいは透過率に忠実な再現性がなくなるので
、この関数変換器１−３を用いて画像読取装置および外
部機器全体で９−ｂの特性を維持するようにする。

このための直線近似表現を、第８図を参照して説明する
。横軸入力電圧変数をＸとし、縦軸出力電圧変数をｙと
し、ｎ点の直線区間折れ点の入力端子をＸ０１Ｘ１、Ｘ
２・・・・・Ｘｎで表わす。また、それぞれの直線の傾
きをａＯｌａｌ、ａ２・・・＝・ａｎで表わし、また直
線のオフセット値をｂＯｌｂｌ、　ｂ２・・・・・ｂｎ
で表わすと、つぎのような関数近似が可能である。

ｙ　＝　（ａｏ＊Ｘ＋ｂｏ）　（ｕ（０）−ｕ（Ｘ−Ｘ
Ｏ））＋　（ａｌ＊Ｘ＋ｂｌ）　（ｕ（ＸＯ）−ｕ（Ｘ
−Ｘｉ））（ａ２＊Ｘ＋ｂ２）　（ｕ（Ｘｉ）−ｕ（Ｘ
−Ｘ２））＋　（ａｎ＊Ｘ＋ｂｎ）　（ｕ　（Ｘｎ）　
−ｕ　（Ｘ−Ｘｎ）　）　　式（１−１）ただし、Ｕ　
（Ｘ）はステップ関数である。

上式（１−１）の直線の傾きａｎは、第２図の関数変換
器１−３内の演算増幅器２−４に接続されてし）る入力
抵抗として働（ＤＡＣ２−１と負帰還抵抗として働（Ｄ
ＡＣ２−２の抵抗比になる。

ａｎ＝　Ｎ　ｂｎ／　Ｎ　ａｎ　　　　　　　式（１−
２１上式（１−２）においてＮａｎはのデジタル値人力
１−ｇからセットするＤＡＣ２−１の値である。また、
Ｎｂｎはデジタル値人力１−ｈからセットするＤＡＣ２
−２の値である。

また、上式（１−１）の直線のオフセット値ｂｎは次の
様に表わされる。

ｂｎ＝　（Ｎｃｎ　−１２８／　１２８）　・Ｖｒ　　
式（１−３）上式（１−３）のＮｃｎはデジタル値人力
１−ｉからセットするＤＡＣ２−３の値である。Ｖｒは
ＤＡＣ２−３の基準電圧である。

また、上式（１−１）のｎ点の直線区間折れ点の入力電
圧パラメータＸｎは次の様に表わされる。

Ｘｎ＝　（Ｎｄｎ／　２５６　）　＊　ＶＲ式（１−４
）上式（１−４）のＮｄｎは第１図のＡ／Ｄ変換器１−
４の出カラインｌ−ｄ上のＡ／Ｄ変換器デジタル出力値
で表わされる。ＶＲはＡ／Ｄ変換器１−４の基準電圧で
ある。

なお、ここではすべてのＤＡＣ２−１〜２−３および１
−４のＡ／Ｄ変換器は８ビット精度であるとする。

従って、Ｎａｎ　、　Ｎｂｎ　％Ｎｃｎ　％Ｎｄｎはそ
れぞれＯから２５５の整数値をとる。

そこで、まず、わかっている外部出力機器の入出力濃度
特性の逆関数をしめず直線近似の式（１−１）のパラメ
ータａｎ、　ｂｎ、　Ｘｎを表現するＮａｎ、Ｎｂｎ　
、　Ｎｃｎ　、　Ｎｄｎの値を画像読み取り前に第１図
のＣＰＵｌ−７がパラメータ記憶回路１−５および制御
回路１−６に設定する。

即ち、ＣＰＵｌ−７はセレクト信号１−ｊを操作して、
第３図のパラメータ記憶回路１−５のアドレス・セレク
タ３−７をＣＰＵアドレスバス１−ｆ側に設定する。同
時にＣＰＵｌ−７はデータ・セレクタ３−４をＣＰＵデ
ータバス側１−ｅに設定する。次に、ＣＰＵＬ−７はラ
イト信号１−ｐを発生しながら記憶回路３−１にｎ個の
ＮａＯからＮａｎまでの値を設定する。ＣＰＵｌ−７は
同様に、それぞれデータ・セレクタ３〜５．３−６を順
に設定し、記憶回路３−２にｎ個のＮｂＯからＮｂｎま
での値を設定し、記憶回路３−３にｎ個のＮｃＯからＮ
ｃｎまでの値を設定する。

さらに、ＣＰＵｌ−７はセレクト信号１−ｊを操作して
第４図の制御回路１−６のアドレス・セレクタ４−３を
ＣＰＵアドレスバス側１−ｆに設定する。同時に、ＣＰ
Ｕｌ−７はデータ・セレクタ４−４のＣＰＵデータバス
側１−ｅに設定する。次に、ＣＰＵｌ−７はライト信号
ｉ−ｐを発生しながら記憶回路４−２のｎ個のアドレス
区間（ＯからＮｄＯ）、（ＮｄＯからＮｄｌ　）　　・
・・（Ｎｄｎ−１からＮｄｎ　）にそれぞれパラメータ
記憶回路１−５に記憶されているパラメータＮａｎ　、
　Ｎｂｎ、Ｎｃｎのアドレスを書き込む。

Ｃ８１次に、第５図の読取ヘッド５−６が第６図の６−
４の位置にいるとき、光源５−１を用いて主走査の範囲
６−１の基準白色板６−４を走査する。このとき、光電
変換部（ラインイメージセンサ）５−６の電圧出力は画
素毎にＫＯからｋｍの複数個存在し、その全出力は第９
図の電圧出力波形となる。

光電変換部５−６から出力したその出力波形は第１図の
入力端子１−０から入力されて波形増幅器１−１でＡ／
Ｄ変換器１−４の基準電圧まで増幅される。波形増幅器
１−１では不図示の処理方法により光学系及び光電変換
部の不均一特性をなくす処理を行うので、波形整形回路
１−２により第１Ｏ図の様な平坦な波形が得られる。

（Ｃ）次に読取ヘッド５−９は原稿画像上を副走査方向
６−５に移動し、光電変換部５−６はこのときの画像情
報を光電変換する。このとき、基準白色板６−４の反射
率１００％のときに原稿画像の情報はＯから１００％の
反射率であられすことができる。

また、この時に関数変換器１−３は関数変換をする。一
方、制御回路１−６のクロック発生器４−１は第１１図
に示すようなＡ／Ｄクロック信号１−１と１画素クロッ
ク信号１−ｒを発生する。ここで、１１−ｃの時間区間
が１画素読み取り区間であり、１１−Ａの時間区間が原
稿画像そのままの反射率表現でよみとられる区間であり
、１１−Ｂの時間区間が関数変換をする区間である。

時間区間１１−Ａにはパラメータ記憶回路１−５が接続
されている。１画素クロック信号１−ｒはデータ・セレ
クタ３−４．３−５．３−６に接続されており、この信
号のＨ’（ハイレベル）状態でライン３−ａの２５５、
ライン３−ｂの２５５、ライン３−ｃの１２８のデジタ
ル数値が選択され、さらにこの時にライン１−ｊを通し
てＣＰＵｌ−７によってパラメータ記憶回路側１−５の
それぞれのライン１−ｇ　、　１−ｈ、１−ｉが選択さ
れている。

そのため、それぞれの関数変換器１−３のパラメータと
してＤＡＣ２−１、ＤＡＣ２−２、ＤＡＣ２−３にそれ
ぞれ２５５．２５５．１２８のデジタル数値がセットさ
れる。

ここで上式（１−１）　、上式（１−２）　、上式（１
−３）を見ると直線の傾きは１で、オフセット値は０で
ある。したがって、ラインＩ−ｂの画像電圧はそのまま
ライン１−ｃに出力される。

（０１次に、第１１図の１１−Ｂの時間区間においての
関数変換をする。すなわち、そのラインｉ−ｂの画像電
圧はＡ／Ｄ変換器１−４により、Ａ／Ｄクロックｔ１時
にデジタル値になる。そのデジタル値は次のｔ２時まで
維持され、ライン１−ｄ上に出力される。また、制御回
路１−６にその出力が接続されており、その出力は第４
図のアドレス・セレクタ４−３にはいる。ライン１−ｄ
上のデジタル値はアドレスとして、ライン４−ａを通し
て記憶回路４−２に入る。

記憶回路４−２の出力はライン４−ｂを通り、データ・
セレクタ４−４を通してラインｌ−ｑ上に出力される。

この出力は上式（１−１）の入力電圧区間Ｘｎ　−１か
らＸｎを表わす電圧区間パラメータＮｄｎである。実際
的には、このパラメータはバラメーク記憶回路１−５の
アドレスである。

ライン１−ｑはパラメータ記憶回路１−５に接続されて
おり、アドレス・セレクタ３−７を通してライン３−ｇ
に送られる。これにより、記憶回路３−１．３−２．３
−３からそれぞれのパラメータが出力される。これらの
パラメータはライン３−ｄ、３−ｅ、３−ｆを通してデ
ータ・セレクタ３−４．３−５．３−６からライン１−
ｇ、１−ｈ、　１−ｉ上を通して関数変換器１−３内の
ＤＡＣ２−１、ＤＡＣ２−２、ＤＡＣ２−３に設定され
る。これにより、第１１図の１１−Ｂの時間区間に関数
変換器１−３は上式（１−１）の直線近似であられされ
る関数変換処理を実行する。この時、関数変換器１−３
の出力はライン１−ｃを通してＡ／Ｄ変換器１−４に入
力される。Ａ／Ｄ変換器１−４のデジタル出力は第１１
図のｔ２時に出力され、インタフェース回路１−８を通
してライン１−ｎに接続されている外部機器に転送され
る。

多数の外部機器に応じるには画像情報を読み取る最初に
インタフェース回路１−８を通して、ＣＰＵｌ−７は外
部機器と信号のやり取りをして外部機器の種類を認識し
、パラメータ記憶回路１−５及び制御回路１−６にその
外部機器に応じたパラメータを設定し、画像情報の読み
取りを実行して、関数変換した画像情報を外部機器に転
送する。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、諧調濃度を読み
取る画像読取装置において、多数点直線近似関数変換を
行う関数変換手段として、直線の傾きの第１の可変手段
として、例えば演算増幅器とその演算増幅器の入力抵抗
および負帰還抵抗にはしご抵抗型のＤ／Ａ変換器をそれ
ぞれ設け、直線に対して加えるオフセット値を可変する
第２の可変手段として、例えば上記の演算増幅器の入力
部に電圧出力型のＤ／Ａ変換器を設け、さらに第１と第
２の可変手段に対して与える多数点の可変パラメータを
記憶する記憶手段を設け、また、入力信号の１画素を読
み取る期間を２つの期間にわけて最初の期間で入力信号
の電圧情報を得ることにより多数点のうちの１つのパラ
メータを上記の記憶手段から選び、次の期間で第１と第
２可変手段により直線近似を行わせる制御手段を設けた
ので、外部出力機器に応じた関数変換が高精度で行なう
ことが可能となり、また画像情報に応じてコントラスト
比を自由に変えることも可能となる画像読取装置が提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の回路構成を示すブロック図、 第２図は第１図の関数変換器の詳細を示すブロック図、 第３図は第１図のパラメータ記憶回路の詳細を示すブロ
ック図、 第４図は第１図の制御回路の詳細を示すブロック図、 第５図は本発明実施例の画像読取装置の内部構成を示す
縦断面図、 第６図は第５図の原稿支持台を照射面からみた状態を示
す平面図、 第７図は第２図の関数変換器の入出力特性を示す特性図
、 第８図は本発明実施例における直線近似表現の内容を示
す線図、 第９図は第５図の光電変換部の電圧出力波形を示す波形
図、 第１θ図は第１図の波形増幅器の出力波形を示す波形図
、 第１１図は第４図の制御回路の制御クロックの出力タイ
ミングを示すタイミングチャートである。 １−１・・・波形増幅器、 １−２・・・波形整形器、 １−３・・・関数変換器、 １−４・・・Ａ／Ｄ変換器、 １−５・・・パラメータ記憶回路、 １−６・・・制御回路、 １−７・・・ｃｐｕ　。 １−８・・・インタフェース回路、 ２−１．２−２．２−３・・・Ｄハ変換器、２−４・・
・演算増幅器、 〜３−３・・・記憶回路、 〜３−６・・・データ・セレクタ、 ・・・データ・セレクタ、 ・・・クロック発生器、 ・・・記憶回路、 ・・・アドレス・セレクタ、 ・・・データ・セレクタ、 ・・・光電変換器、 ・・・基準白色板。 第 図 第 図 第 図 ｋ。 ｋｌ− ｍ 第 図 第１０ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光電変換器を用いて読み取った入力画像濃度に対し
   て関数変換を施した出力画像データを出力できる画像読
   取装置において、 入力信号に対して多数点の直線近似を行なうことによっ
   て関数変換する関数変換手段として、前記直線近似にお
   ける直線の傾きを可変にする第１の可変手段と、 前記直線に対して加えるオフセット値を可変にする第２
   の可変手段とを有し、 かつ前記第１と第２の可変手段に対して与える多数点の
   可変パラメータを記憶する記憶手段と、前記入力信号の
   １画素を読み取る期間を２つの期間に分けて最初の期間
   で入力信号の電圧情報をえることにより数点のうちの１
   つのパラメータを前記記憶手段から選び、次の期間で前
   記第１、第２の可変手段により直線近似を行なわせる制
   御手段と を具備したことを特徴とする画像読取装置。 ２）前記第１の可変手段は、演算増幅器と、該演算増幅
   器の入力抵抗としてのはしご抵抗型の第１のＤ／Ａ変換
   器と、該演算増幅器の負帰還抵抗としてのはしご抵抗型
   の第２のＤ／Ａ変換器とからなることを特徴とする請求
   項１に記載の画像読取装置。 ３）前記第２の可変手段は、前記演算増幅器の入力部に
   設けた電圧出力型のＤ／Ａ変換器であることを特徴とす
   る請求項２に記載の画像読取装置。