JPH05110850A

JPH05110850A - 画像読取装置

Info

Publication number: JPH05110850A
Application number: JP3291871A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Kaneko; 良雄金子; Toru Kamiyama; 透神山; Kazue Taguchi; 和重田口; Minoru Sugiyama; 実杉山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-10-14
Filing date: 1991-10-14
Publication date: 1993-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】立体物の表面を読み取る場合においても十分
なシエーデイング補正を行うことができる画像読取装置
を提供する。【構成】白色基準板２を原稿台１の原稿載置面から離
間する方向に移動させるようにした。また白色基準板２
に原稿台１の原稿載置面からの距離の異なる複数の白色
基準面を持たせた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はデジタル複写機、プリン
タなどの画像形成装置に適用される画像読取装置に係
り、特にその照明系に特徴のある画像読取装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図８に示すような画像読取装
置が知られている。

【０００３】図において、ガラス等の透明な原稿台（コ
ンタクトガラス）１上には、後述するシエーデイング補
正用データを得るための白色基準板２が設けられると共
に、読み取るべき原稿３が載置される。原稿台１の下方
には、光源４およびミラー５を有するキヤリツジ６が原
稿台１に対して相対的に矢印Ａ方向に移動可能に配設さ
れると共に、ミラー７，８およびレンズ９からなる光学
系と、撮像素子として例えばイメージセンサ１０が配設
されている。

【０００４】そして、キヤリツジ６が原稿台１に対して
相対的に矢示Ａ方向に移動することにより、光源４から
の光が原稿台１を介して白色基準板２および原稿３を照
射し、その反射光がミラー５，７，８およびレンズ９を
介してイメージセンサ１０に入射するようになつてい
る。

【０００５】イメージセンサ１０から得られる原稿画像
信号は、図示しないＡ／Ｄ変換器によつて所定ビツト数
のデイジタル画像信号に変換される。

【０００６】このような画像読取装置においては、次の
３つの理由により、画像に輝度むら、色むら等のシエー
デイングが発生する。

【０００７】（１）光源４の照度分布特性が、光源４の
両端部分より中央部が高くなつている。

【０００８】（２）レンズ９の集光特性が、レンズ９の
中央部に光が集まる（いわゆるコサイン４乗則）特性を
持つている。

【０００９】（３）イメージセンサ１０のラインを構成
する多数の画素の画素ごとの感度むらが最大で±１０％
程度ある。

【００１０】以上の理由により、イメージセンサ１０が
一様な白色の面を有する白色基準板２を撮像する時に、
１回の走査で得られる白色画像信号は、図９の（ａ）に
示すような波形となる。この波形は中央部のレベルが両
端部より高く、かつ、画像ごとにレベルが凹凸を持つも
のとなつている。

【００１１】このため、この種の画像読取装置において
は、このようなシエーデイングを補正して、図９の
（ｂ）に示すように一定の白色画像信号を得るためのシ
エーデイング補正を行うようにしている。

【００１２】従来のシエーデイング補正の方法として、
イメージセンサ１０の中央部と両端部とで画素の感度を
替える方法や、光学系の光路中に中央部の光量を減少さ
せるシヤツタを設ける方法等があるが、何れも前述した
（１）〜（３）の全てを補正することはできなかつた。

【００１３】比較的有効な方法として、図１０に示すよ
うな回路を用いて電気的に補正を行う方法がある。

【００１４】図において、シエーデイング補正用データ
（以下、単に補正データと言う）を作る時は破線で示す
経路を信号が伝送され、原稿の読み取り時には実線で示
す経路を信号が伝送される。

【００１５】まず、補正データを作るために図８の白色
基準板２を原稿画像領域外で走査して撮像する。

【００１６】この時、イメージセンサ１０から得られる
図９の（ａ）に示すような白色画像信号を、乗算型Ｄ／
Ａ変換器１１に入力させる。この乗算型Ｄ／Ａ変換器１
１はアナログの入力ｖｉを８ビツトの補正データＤｉで
補正した時、アナログの出力ｖｏを得る乗算器であり、
入出力の関係は例えば、ｖｏ＝（Ｄｉ／２５５）・ｖｉ（Ａ）に選ばれている。

【００１７】補正データを作るために上記白色画像信号
が入力されている時は、Ｄｉ＝２５５となつている。従
つて、ｖｏ＝ｖｉで白色画像信号はそのまま通過し、Ａ
／Ｄ変換器１２によつて８ビツトのデイジタル信号Ｄ
_{I N}に変換される。

【００１８】このデイジタル信号Ｄ_{I N}は、補正データ
が格納されたＲＯＭ１３に入力される。ＲＯＭ１３は上
記信号Ｄ_{I N}をアドレス信号として補正データが読み出
され、その補正データＤ_{O U t}がＲＡＭ１４に入力され
る。

【００１９】ＲＡＭ１４はイメージセンサ１０のライン
走査の位置に応じたアドレスに従つてその補正データＤ
_{O U t}を書き込む。

【００２０】このようにして、補正データの作成作業を
終了し、次に原稿３の読み取りが行われる。この原稿読
み取り時には、乗算型Ｄ／Ａ変換器１１にはイメージセ
ンサ１０から得られる原稿画像信号と、ＲＡＭ１４から
走査位置に応じて読み出される補正データＤｉとが加え
られる。

【００２１】これにより、上記（Ａ）式の演算が行われ
て、補正された原稿画像信号の出力ｖｏが得られる。こ
の出力ｖｏはＡ／Ｄ変換器１２によつて、８ビツトのデ
イジタル画像信号Ｄｏに変換されて出力される。従つ
て、もし原稿３が白色一様である場合は、上記信号Ｄｏ
は図９の（ｂ）に示すように略一定レベルとなる。

【００２２】次に、ＲＯＭ１３に格納される補正データ
について述べる。

【００２３】この補正データは、補正後の出力が一定と
なるようにするものであり、ＲＯＭ１３の入力値Ｄ_{I N}
と出力値Ｄ_{O U t}との間には次の関係がある。

【００２４】０≦Ｄ_{I N}＜２５５ｋの時、Ｄ_{O U t}＝２５５
（Ｂ）２５５ｋ≦Ｄ_{I N}≦２５５の時、Ｄ_{O U t}＝２５５²・
ｋ／Ｄ_{I N} （Ｃ）ここで、ｋは図９の（ａ）の波形の中央部のピーク値に
対して、同図（ｂ）の一定レベルを決めるためのレベル
比で、０＜ｋ≦１である。

【００２５】シエーデイング補正というのは、言わば出
力波形の平坦化であり、高いレベルで平坦化した方がＳ
／Ｎとしてはよいが、両端部の補正されない部分が多く
なる。

【００２６】図１１はｋ＝０．２５即ち、上記中央部の
ピーク値の２５％をクリツプレベルとして平坦化を行う
場合における、ＲＯＭ１３に格納される補正データの例
を示し、図１２はその場合の入出力特性を示す。

【００２７】図１１において、入力が０から２５５の
０．２５倍である４０（１６進数：以下単に「１６」と
記す）までは上記（Ｂ）式が用いられ、出力はＦＦ（１
６）で一定である。この場合は、乗算型Ｄ／Ａ変換器１
１においては、上記（Ａ）式はＤｉ＝ＦＦ（１６）、ｖ
ｏ＝ｖｉとなる。入力が４１（１６からＦＦ（１６）ま
では上記（Ｃ）式による出力が得られ、入力が最大値Ｆ
Ｆ（１６）の時は、出力は４０（１６）となる。この
時、（Ａ）式はｖｏ＝０．２５ｖｉとなる。

【００２８】以上述べた図１０の回路を用いたシエーデ
イング補正方法によれば、両端部の一部を除いてピーク
値の０．２５倍でクリツプされ、かつ、イメージセンサ
１０のライン上のどの画素出力も、原稿３の濃度によつ
てのみ決定され、前述した（１）〜（３）によるシエー
デイングを補正したデイジタル画像信号Ｄｏを得ること
ができる。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の画像読取装置においては、原稿台上の平面的な
画像を対象としており、原稿台の原稿載置面の像につい
てシエーデイング補正が行われていた。

【００３０】ここで、原稿台上の立体物の表面を読み取
ろうとした場合、その立体物の表面は原稿台の原稿載置
面にはなく、その上方に位置することになる。原稿台の
原稿載置面上の像を読み取る場合と、その上方の像を読
み取る場合とでは、そのシエーデイングの状態は異な
る。

【００３１】そのため、従来の画像読取装置において、
立体物の表面を読み取る場合には十分なシエーデイング
補正が行われていなかつた。

【００３２】本発明は上記の欠点に鑑みてなされたもの
で、立体物の表面のように原稿載置面より上方の画像を
読み取る場合においても、十分なシエーデイング補正を
行うことができる画像読取装置を提供することを目的と
する。

【００３３】

【課題を解決するための手段】上記目的は、撮像素子が
白色基準板を撮像する時に得られる白色画像信号を所定
のレベルに補正するシエーデイング補正用データを作
り、原稿台上の原稿読み取り時に上記撮像素子から得ら
れる原稿画像信号を上記シエーデイング補正用データを
用いて補正することにより画像信号を得るようにした画
像読取装置において、上記白色基準板が上記原稿台の原
稿載置面から離間する方向に移動可能である第１の手段
により達成される。

【００３４】また上記目的は、撮像素子が白色基準板を
撮像する時に得られる白色画像信号を所定のレベルに補
正するシエーデイング補正用データを作り、原稿台上の
原稿読み取り時に上記撮像素子から得られる原稿画像信
号を上記シエーデイング補正用データを用いて補正する
ことにより画像信号を得るようにした画像読取装置にお
いて、上記白色基準板が上記原稿台の原稿載置面からの
距離の異なる複数の白色基準面を有する第２の手段によ
り達成される。

【００３５】

【作用】第１の手段においては、立体原稿に対処するた
め、白色基準板を原稿台の原稿載置面から離間する方向
に移動可能に設けた。

【００３６】第２の手段においては、同じく立体原稿に
対処するため、白色基準板に原稿台の原稿載置面からの
距離の異なる複数の白色基準面を持たせている。

【００３７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、従来例と同一もしくは同一とみなせる個所
には同一符号を付して重複する説明は省略する。

【００３８】図１、図２は本発明の第１の実施例に係る
画像読取装置の構成図である。

【００３９】シエーデイング補正用データを得るための
白色基準板２が保持板２１に取り付けられている。２３
はステツピングモータで、このステツピングモータ２３
の回転によりステツピングモータ２３の軸に直結されて
いるスクリユ２２にかみ合つている保持板２１が上下に
移動する。他の原稿を読み取るための基本的な構成は、
図８に示す従来の装置と同様である。

【００４０】図１は、通常の原稿（平面原稿）３ａの表
面の画像を読み取る時の状態を示している。平面原稿３
ａの表面の画像を読み取る場合、読み取る画像面は原稿
台１の原稿載置面と同一面となるので、白色基準板２は
原稿載置面上に位置している。

【００４１】そしてこの状態で先ず白色基準板２の読み
取りが行われ、シエーデイング補正データの作成が行わ
れる。このシエーデイング補正データは、原稿台１の原
稿載置面上の位置の画像のシエーデイングを補正するの
に最適なものになる。続いて平面原稿３ａの画像読み取
りが行われる。

【００４２】この画像読み取り時において、イメージセ
ンサ１０の出力信号は既に作成されているシエーデイン
グ補正データによりシエーデイング補正され、画像信号
として出力される。

【００４３】図２は、立体原稿３ｂの表面の画像を読み
取る時の状態を示している。立体原稿３ｂの表面の画像
を読み取る場合、読み取る画像面は、原稿台１の原稿載
置面より上方に位置する。そのため、ステツピングモー
タ２３の回転により保持板２１は図１の状態から上方に
移動している。

【００４４】この保持板２１の上昇により、白色基準板
２の位置は原稿載置面上から立体原稿３ｂの表面の読み
取り位置（Ｄ面）に移動している。そして、この状態で
先ず白色基板板２の読み取りが行われ、シエーデイング
補正データの作成が行われる。

【００４５】このシエーデイング補正データは、原稿載
置面上より上方の位置Ｄ面の画像のシエーデイングを補
正するのに最適なものになる。続いて、立体原稿３ｂの
画像読み取りが行われる。

【００４６】この画像読み取り時において、イメージセ
ンサ１０の出力信号は、既に作成されているシエーデイ
ング補正データによりシエーデイング補正され、画像信
号として出力される。

【００４７】次に、図３を用いて本発明の第２の実施例
を説明する。

【００４８】図において、シエーデイング補正用データ
を得るための白色基準板２が原稿台１上に設けられてい
る。この白色基準板２は図３に示すように、原稿載置面
からの距離の異なる複数の白色基準面（ａ〜ｅ）を有す
る階段状の形状をなしている。

【００４９】平面原稿３ａの表面の画像を読み取る場
合、読み取る画像面は原稿台１の原稿載置面と同一面と
なる。そのため、まず白色基準板２の白色基準面ａ（原
稿載置面と同一面上にある）の読み取りが行われ、シエ
ーデイング補正データの作成が行われる。

【００５０】このシエーデイング補正データは、原稿台
１の原稿載置面上の位置の画像のシエーデイングを補正
するのに最適なものになる。続いて、原稿の画像読み取
りが行われる。

【００５１】この画像読み取り時において、イメージセ
ンサ１０の出力信号は、既に作成されているシエーデイ
ング補正データによりシエーデイング補正され、画像信
号として出力される。

【００５２】立体原稿３ｂの表面の画像を読み取る場
合、読み取る画像面は原稿台１の原稿載置面より上方に
位置する。そのため、まず白色基準板２の白色基準面ｄ
（原稿の読み取り画像面とほぼ同一位置）の読み取りが
行われ、シエーデイング補正データの作成が行われる。

【００５３】このシエーデイング補正データは、原稿載
置面上より上方の位置（原稿の読み取り画像面の位置）
の画像のシエーデイングを補正するのに最適なものにな
る。続いて、立体原稿３ｂの画像読み取りが行われる。

【００５４】この画像読み取り時において、イメージセ
ンサ１０の出力信号は、既に作成されているシエーデイ
ング補正データによりシエーデイング補正され、画像信
号として出力される。

【００５５】本発明において、原稿３の読み取り対象と
なる原稿面が原稿載置面より上方に位置している場合、
この画像面とほぼ等価の位置にある白色基準板２を読み
取り、シエーデイング補正データを作成している。

【００５６】ここで、画像面とほぼ等価の位置にある白
色基準板２を読み取り、シエーデイング補正データを作
成する方法について、具体的な実施例を用いて説明す
る。

【００５７】まず、立体原稿３ｂの画像面の原稿載置面
からの距離を測定する方法について図４を用いて説明す
る。

【００５８】図において、距離検出器３０は発光器３１
と受光器３２とで構成されており、発光器３１はｇ点を
中心に、受光器３２はｈ点を中心にそれぞれ回動する。

【００５９】ここで、発光器３１のｇ，ｈを結ぶ線に対
してなす角と、受光器３２のｇ，ｈを結ぶ線に対してな
す角とが常に等しくなるように、発光器３１と受光器３
２は連動されている。

【００６０】発光器３１および受光器３２を回動する
と、立体原稿３ｂのｊ点に発光器３１からの光が当たつ
た時、反射光が受光器３２で受光され、この時の受光量
が最大となる。

【００６１】ここで、その時の発光器３１または受光器
３２となす角θを知ることにより、距離Ｌ₁を次式Ｌ₁
＝ｆｔａｎθで求めることができ、画像面の位置を求め
ることができる。

【００６２】次に、上記の方法で求められた画像面の位
置に従い、この位置とほぼ等価の位置に位置する白色基
準板２の読み取りを行い、シエーデイング補正データを
作成する方法について述べる。

【００６３】前述の第１の実施例においては、白色基準
板２はステツピングモータ２３の回転により上下に移動
可能となつている。そこで、既に求められた画像面の位
置に応じてステツピングモータ２３の回転を制御するこ
とにより、白色基準板２を画像面とほぼ等価の位置に位
置させることががきる。

【００６４】そして、この白色基準板２を画像面とほぼ
等価の位置に位置させた状態で、白色基準板２の読み取
りを行うことにより、シエーデイング補正データを作成
することができる。

【００６５】前述の第２の実施例においては、白色基準
板２は原稿載置面からの距離の異なる複数の白色基準面
（ａ〜ｅ）を有している。そこでまず、既に求められた
画像面の位置に最も近い位置の白色基準面を判定する。
続いてキヤリツジ６をその白色基準面の読み取りが行え
る位置まで移動する。

【００６６】そして、この白色基準面が画像面とほぼ等
価の位置での読み取りを行うことにより、シエーデイン
グ補正データを作成することができる。

【００６７】このように上記の方法によつて、原稿の画
像面が原稿載置面より上方に位置している場合でも、こ
の画像面とほぼ等価の位置に位置する白色基準板２を読
み取り、シエーデイング補正データを作成することがで
きる。

【００６８】ここで、前述の第１の実施例において、白
色基準板２を画像面とほぼ等価の位置に移動させる具体
的な構成例について、図５を用いて説明する。

【００６９】図において、４１は、図４に示すような距
離検出器３０を備え、画像面の位置を検出し、画像面位
置信号を送出する位置検出回路である。４２は、画像面
位置信号に応じてステツピングモータ２３を回転制御す
るステツピングモータ制御回路である。

【００７０】白色基準板２を画像面とほぼ等価の位置に
位置させるにはまず、位置検出回路４１により画像面の
位置を検出する。そして、この検出された画像面の位置
は、画像面位置信号としてステツピングモータ制御回路
４２に送出される。そして、画像面位置信号に応じて所
定の回転数（ステツプ数）だけステツピングモータ２３
を回転させ、ステツピングモータ２３の所定数の回転に
より白色基準板２が画像面とほぼ等価の位置に位置す
る。

【００７１】次に、前述の第２の実施例において、キヤ
リツジ６を画像面に最も近い位置の白色基準板２の位置
まで移動させる具体的な構成例について、図６、図７を
用いて説明する。

【００７２】図において５１は、図４に示すような距離
検出器３０を備え、画像面の位置を検出し、画像面位置
信号を送出する位置検出回路である。５２は、画像面位
置信号に応じてキヤリツジ６の移動量を制御するキヤリ
ツジ移動制御回路である。５３はキヤリツジ６を移動さ
せるキヤリツジ移動モータである。

【００７３】また、図７において、キヤリツジ６はホー
ムポジシヨンに位置している状態にある。キヤリツジ６
を画像面の位置に最も近い位置の白色基準面（ａ〜ｅ）
の位置まで移動させるには、まず、位置検出回路５１に
より画像面の位置を検出する。そして、この検出された
画像面の位置は画像面位置信号としてキヤリツジ移動制
御回路５２に送出される。

【００７４】キヤリツジ移動制御回路５２では、まず、
画像面位置信号により画像面に最も近い白色基準面（図
７において基準面ｄ）を選択し、ホームポジシヨンか
ら、この画像面に最も近い白色基準面までの距離Ｌ₂を
判定する。そして、この距離Ｌ₂だけキヤリツジ６を移
動制御することにより、キヤリツジ６を画像面の位置に
最も近い位置の白色基準面の位置まで移動させることが
できる。

【００７５】

【発明の効果】請求項１および３記載の発明によれば、
原稿が立体物で、読み取る画像面が原稿台の原稿載置面
より上方に位置している場合でも、白色基準板が原稿載
置面から離間する方向に移動可能としたから、白色基準
板を読み取る画像面とほぼ同一の位置に位置させてシエ
ーデイング補正データを作成させ、この補正データを用
いて原稿の画像読み取りが行われるので、十分にシエー
デイング補正された画像信号を得ることができる。

【００７６】請求項２および４記載の発明によれば、原
稿が立体物で、読み取る画像面が原稿台の原稿載置面よ
り上方に位置している場合でも、白色基準板が原稿台の
原稿載置面からの距離の異なる複数の白色基準面を有し
ているので、読み取る画像面とほぼ同一の位置の白色基
準面を読み取り、シエーデイング補正データを作成さ
せ、この補正データを用いて原稿の画像読み取りが行わ
れることで、十分にシエーデイング補正された画像信号
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る画像読取装置の、
平面原稿読み取り時の状態を示す構成図である。

【図２】本発明の第１の実施例に係る画像読取装置の、
立体原稿読み取り時の状態を示す構成図である。

【図３】本発明の第２の実施例に係る画像読取装置の構
成図である。

【図４】画像面とほぼ等価の位置にある白色基準板の読
み取り方法を示す説明図である。

【図５】白色基準板を画像面とほぼ等価の位置に移動さ
せるための制御ブロツク図である。

【図６】キヤリツジを画像面に最も近い位置の白色基準
面の位置まで移動させるための制御ブロツク図である。

【図７】キヤリツジを画像面に最も近い位置の白色基準
面の位置まで移動させる方法の説明図である。

【図８】従来例に係る画像読取装置の構成図である。

【図９】白色基準板の読み取り信号とシエーデイング補
正後の信号の特性図である。

【図１０】従来例に係るシエーデイング補正回路の一例
を示すブロツク図である。

【図１１】図１０に示すＲＯＭの格納データを示す図表
である。

【図１２】図１０に示すＲＯＭの格納データにおける入
出力特性図である。

【符号の説明】

１原稿台２白色基準板３原稿３ａ平面原稿３ｂ立体原稿６キヤリツジ１０イメージセンサ２１保持板２２スクリユ２３ステツピングモータ３０距離検出器４１，５１位置検出回路４２ステツピングモータ制御回路５２キヤリツジ移動制御回路５３キヤリツジ移動モータ

フロントページの続き (72)発明者杉山実東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像素子が白色基準板を撮像する時に得
られる白色画像信号を所定のレベルに補正するシエーデ
イング補正用データを作り、原稿台上の原稿読み取り時
に上記撮像素子から得られる原稿画像信号を上記シエー
デイング補正用データを用いて補正することにより画像
信号を得るようにした画像読取装置において、上記白色
基準板が上記原稿台の原稿載置面から離間する方向に移
動可能であることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】撮像素子が白色基準板を撮像する時に得
られる白色画像信号を所定のレベルに補正するシエーデ
イング補正用データを作り、原稿台上の原稿読み取り時
に上記撮像素子から得られる原稿画像信号を上記シエー
デイング補正用データを用いて補正することにより画像
信号を得るようにした画像読取装置において、上記白色
基準板が上記原稿台の原稿載置面からの距離の異なる複
数の白色基準面を有することを特徴とする画像読取装
置。
【請求項３】請求項１記載において、立体原稿の読み
取り高さを検出し、この位置情報から立体原稿読み取り
高さと一致する位置に上記白色基準板を移動させるよう
にしたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項４】請求項２記載において、立体原稿の高さ
を検出し、この位置情報からキヤリツジの移動量を制御
するようにしたことを特徴とする画像読取装置。