JPH05344290A - 画像読取装置 - Google Patents

画像読取装置

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JPH05344290A
JPH05344290A JP4151811A JP15181192A JPH05344290A JP H05344290 A JPH05344290 A JP H05344290A JP 4151811 A JP4151811 A JP 4151811A JP 15181192 A JP15181192 A JP 15181192A JP H05344290 A JPH05344290 A JP H05344290A
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JP
Japan
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ccd array
light source
light
document
reflector
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Pending
Application number
JP4151811A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Takahashi
弘行 高橋
Tsutomu Shoji
力 荘司
Hiroyasu Tsukasaki
浩保 司城
Kazue Taguchi
和重 田口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP4151811A priority Critical patent/JPH05344290A/ja
Publication of JPH05344290A publication Critical patent/JPH05344290A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 面状CCDアレイを用いた読取光学系構成に
おいて、複雑な形状のリフレクタを用いずに、副走査方
向のシェーディング補正を可能にすること。 【構成】 CCDをマトリックス状に配した面状CCD
アレイ14を用いた読取光学系構成において、光源を棒
状の光源21a,21bとし、この光源21a,21b
に一体化させた集光用のリフレクタ22a,22bを、
光源軸を中心に回動させて原稿面を副走査させる回転機
構23a,23bを設け、この回転機構23a,23b
によるリフレクタ22a,22bの回動速度を面状CC
Dアレイ14上での照度が一定となるように速度制御手
段により原稿に対する照射位置に応じて可変させること
で、面状CCDアレイ14のCCDにおける光の蓄積量
がフラット化されるようにした。

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、ファ
クシミリ等の電子写真装置における画像読取装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】デジタル光学方式を採用する複写機等の
電子写真装置における作像には、コンタクトガラス上に
置かれた原稿像を露光・走査して画像情報を取出す画像
読取装置が必要となる。
【0003】この点、従来は、一般に線走査(ライン走
査)により読取るようにしており、例えば、読取素子に
線状CCDアレイ(CCDラインセンサ)が用いられて
いる。
【0004】ところが、このような線状CCDアレイ方
式による場合、原稿面全体を走査(副走査)して読取る
ためには、各走査ライン毎でCCDの蓄積時間等による
制約を受けるため、かなりの時間がかかってしまう。特
に、処理する原稿枚数が多い場合や高精度な走査を行う
場合には、長い読取処理時間を要するものとなる。
【0005】このような点を考慮し、読取時間を短縮す
るため、CCDをマトリックス状に配設してなる面状C
CDアレイ(2次元CCDアレイ)を用い、原稿面を主
・副走査方向に面走査するようにしたものが提案されて
いる。その一例を図7ないし図10により説明する。
【0006】まず、図7にシステム構成の概要を示す。
このシステムは、ADF(自動原稿搬送装置)等の原稿
取扱装置1が搭載された画像読取装置2と画像記録装置
3とを主体とする複写システムに、ソータ4等の後処理
ユニットや、ディスプレイ5、キーボード入力装置6等
を付加して構成されている。この他、システムの制御系
としてシステムコントローラ7の他、通信装置8、総合
記憶装置9、画像処理装置10等も付加されている。
【0007】ここに、画像読取装置2は図8に示すよう
に構成されている。まず、原稿が載置されるコンタクト
ガラス11の下部両側にはコンタクトガラス11面側を
露光するフラッシュランプ12a,12bが設けられて
いる。これらのフラッシュランプ12a,12bの近傍
周囲には、リフレクタ13a,13bが設けられてい
る。また、コンタクトガラス11の中央下方には、面状
CCDアレイ14が配設され、前記フラッシュランプ1
2a,12bにより露光された原稿面からの光像をこの
面状CCDアレイ14に結像させるレンズ等による結像
光学系15が設けられている。また、下部側には、コン
トローラ16、記憶装置17、ランプ用電源18等が内
蔵されている。
【0008】図7及び図8に示した各部は、電気的に
は、図9に示すように接続されている。
【0009】このような提案例による動作制御を図10
に示すフローチャートを参照して説明する。まず、原稿
取扱装置1にセットされた複数枚の原稿は1枚ずつコン
タクトガラス11上に搬送セットされ、入力スタンバイ
状態となる。ついで、ランプ用電源18はコントローラ
16に初期設定された放電電圧に応じて充電され、フラ
ッシュランプ12a,12bで放電される(ランプO
N)。フラッシュランプ12a,12bで発光した光は
リフレクタ13a,13bによって反射され、コンタク
トガラス11下面全体を照らすことにより、原稿面全面
を露光照明する。露光された原稿からの反射光は、結像
光学系15を通じて面状CCDアレイ14に縮小結像さ
れる。これにより、原稿面全面に渡る画像がそのまま電
気信号に変換され、全面画像情報として記憶装置17に
格納される。記憶装置17に格納された全面画像情報は
システムコントローラ7によって読出され、ディスプレ
イ5に表示される。
【0010】この時、結像光学系15の汚れやフラッシ
ュランプ12a,12bの劣化等によって、照明光量が
低下してきたり、原稿の種類によって面状CCDアレイ
14に入力する光量が変化したりすると、読取られた画
像情報をディスプレイ5に表示させた時に、原稿画像を
忠実に再現できない場合を生ずる。
【0011】そこで、表示画像濃度が所望の濃度である
か否か判断し、その濃度が所望のものでない時にはキー
ボード入力装置6から濃度設定値を入力する。すると、
入力された濃度設定値に応じたフラッシュランプ12
a,12bの放電電圧値がコントローラ16に送信さ
れ、放電電圧が再設定される。そして、画像再入力をキ
ーボード入力装置6から指令すると、上述したステップ
を同様に繰返し、読取画像をディスプレイ5に再表示す
る。
【0012】ディスプレイ5に表示された画像が所望の
濃度のものであれば、原稿取扱装置1内の残りの原稿に
対して読取走査を連続して行い、読取られた画像情報を
全てシステムコントローラ7を通じて総合記憶装置9に
記憶させる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】このように面状CCD
アレイ14を用い、光源をフラッシュランプ12a,1
2bのように点状光源としてフラッシュ同時露光・全面
走査する方式によれば、読取り速度は大幅に向上するも
のの、原稿面を全面に渡って均等に(フラットに)照明
するためには、複雑な形状のリフレクタ13a,13b
を必要とするものとなってしまう。
【0014】一方、複雑な形状のリフレクタを用いず
に、照射光量の均一化を図る方法として、図11に示す
ように一対の棒状の光源19a,19bとこれらの光源
19a,19bの近傍周囲に設けたリフレクタ20a,
20bとを用い、副走査方向の両側から全面露光する方
法がある。まず、同図(a)において、コンタクトガラ
ス11の長さを2a、光源19a,19bとコンタクト
ガラス11との間の距離をaとし、原稿面の照度が光源
19a,19bからの距離に反比例し、かつ、2つの光
源19a,19bによる和であると仮定する。このよう
な仮定の下、原稿面の中心部、周辺部の照度を計算する
と、周辺部では6/(5a2 )となるのに対し、中央部
では1/a2 となり、フラットとはならない。一方、同
図(b)に示すように、2つの光源19a,19bをコ
ンタクトガラス11面から距離2aの位置に配置させれ
ば、周辺部での照度が3/(8a2 )であるのに対して
中心部の照度は2/(5a2 )となり、両者の差が同図
(a)の場合の1/(5a2)に対して同図(b)の場
合には1/(40a2 )となり、フラット化するのが分
かる。
【0015】即ち、コンタクトガラス11から距離を離
して光源19a,19bを配設すれば、コンタクトガラ
ス11面(原稿面)での照度を均一化し得ることにな
る。しかし、この方式によると照度自体は低くなってし
まうため、光源として無駄を生ずるとともに、所望の照
度を得るためには高出力のものを必要とすることにな
る。よって、高照度の点からいうと、コンタクトガラス
11に近付けて配設するのがよいが、同図(a)で説明
したようにフラットではなくなってしまう。
【0016】ここに、棒状光源の場合、その光量特性と
して長手方向(主走査方向)の両端部が中央部に比して
低いことから、一般に、ラインメモリを用いてシェーデ
ィング補正するようにしており、同様の観点から、上述
した照度分布の不均一さ対策を副走査方向のシェーディ
ング補正として扱い、シェーディング補正用メモリもラ
インメモリではなく、2次元メモリとすることが考えら
れる。しかし、シェーディング補正用に非常に多くのメ
モリ容量を必要とするものとなってしまう。
【0017】また、仮にリフレクタ形状の工夫等によ
り、原稿面が全面的にフラットに露光されたとしても、
結像光学系15におけるレンズのcos 4乗則による周辺
減光があるため、面状CCDアレイ14上での照度は必
ずしも均等とはならないものである。
【0018】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、原稿面を照射する棒状の光源と、この光源に一体化
された集光用のリフレクタと、CCDをマトリックス状
に配した面状CCDアレイと、前記光源により照射され
た原稿面からの光像を前記面状CCDアレイ上に結像さ
せる結像光学系と、この面状CCDアレイから読出した
画像情報を記憶する記憶手段と、前記リフレクタを光源
軸を中心に回動させて前記原稿面を副走査させる回転機
構と、この回転機構による前記リフレクタの回動速度を
前記面状CCDアレイ上での照度が一定となるように原
稿に対する照射位置に応じて可変させる速度制御手段と
により構成した。
【0019】請求項2記載の発明では、原稿面を照射す
る棒状の光源と、この光源に一体化された集光用のリフ
レクタと、CCDをマトリックス状に配した面状CCD
アレイと、前記光源により照射された原稿面からの光像
を前記面状CCDアレイ上に結像させる結像光学系と、
この面状CCDアレイから読出した画像情報を記憶する
記憶手段と、前記リフレクタを光源軸を中心に回動させ
て前記原稿面を副走査させる回転機構と、前記面状CC
Dアレイ上での照度が一定となるように前記リフレクタ
による原稿に対する照射位置に応じて前記光源の発光量
を可変させる発光量制御手段とにより構成した。
【0020】これらの発明において、請求項3記載の発
明では、光源と同等の長さでこの光源に平行に原稿面近
傍に配置させた白色基準板と、この白色基準板からの光
像を面状CCDアレイで読取った画像情報を記憶するシ
ェーディング補正用記憶手段とを設けた。
【0021】この際、請求項4記載の発明では、シェー
ディング補正用データの取込み時に白色基準板を原稿面
の副走査方向中央位置に移動させる基準板移動手段を設
けた。
【0022】また、請求項5記載の発明では、光源、リ
フレクタ及び回転機構を副走査方向に複数組設け、各々
の光源の原稿に対する照射位置が同一となるように制御
する同期制御手段を設けた。
【0023】
【作用】請求項1記載の発明によれば、面状CCDアレ
イによる2次元読取方式とするが、原稿面の露光走査は
回転機構によりリフレクタを光源軸を中心に回動させて
露光位置を順次変える方式として2次元露光を行う。こ
の際、回転機構によるリフレクタの回動速度を面状CC
Dアレイ上での照度が一定となるように原稿に対する照
射位置、例えば周辺部側と中央部、に応じて可変させる
ことにより、面状CCDアレイの各CCDにおける光情
報の蓄積量が均一化されることになる。よって、メモリ
を要せず、副走査方向のシェーディング補正が可能とな
る。
【0024】これは、請求項2記載の発明のように、面
状CCDアレイ上での照度が一定となるようにリフレク
タによる原稿に対する照射位置に応じて棒状光源の発光
量を可変させても同様である。
【0025】請求項3記載の発明によれば、棒状の光源
自体に対するシェーディング補正が白色基準板とこの白
色基準板読取りによる情報を記憶するシェーディング補
正用記憶手段により簡単に行われる。
【0026】この際、請求項4記載の発明によれば、白
色基準板を原稿面の副走査方向中央に移動させてシェー
ディング補正用の情報を取込むので、最もS/Nのよい
情報が得られる。
【0027】また、請求項5記載の発明によれば、光
源、リフレクタ等が複数組設けられて原稿面の同一位置
を副走査露光するので、凹凸のある原稿面であっても、
その影の影響の少ない露光となる。同時に、フラット照
明化も容易かつ正確なものとなる。
【0028】
【実施例】本発明の一実施例を図1ないし図6に基づい
て説明する。図7ないし図11で示した部分と同一部分
は同一符号を用いて示す。まず、コンタクトガラス11
の副走査方向両端の下方には、棒状の光源21a,21
bが設けられている。光源21a,21bの配設位置
は、図11の場合と同様であり、コンタクトガラス11
面からあまり離れていない位置とされている。これらの
光源21a,21bの近傍周囲には前記光源21a,2
1bによる光を原稿面側に向けて集光させるとともに照
射方向を規制するリフレクタ22a,22bが設けられ
ている。これらのリフレクタ22a,22bは光源21
a,21bと一体的なものであり、回転機構となる回転
用モータ23a,23bに連結されて、光源軸を中心に
回動自在とされている。即ち、光源21a,21b及び
リフレクタ22a,22bは一体となって回動されるこ
とにより、原稿面に対する照射位置が順次副走査方向に
移動するものである。
【0029】また、前記コンタクトガラス11の副走査
方向の一端には、光源21a,21bと同等の長さを持
つ短冊状の白色基準板24が設けられている。この白色
基準板24は光源21a,21bと平行に配置されてい
るとともに、基準板移動手段となる駆動源25(図2参
照)により、コンタクトガラス11下面を副走査方向に
移動可能に配設されている。
【0030】ついで、電気的構成を図2に示す。まず、
前記回転用モータ23a,23bは速度可変のものであ
り、原稿面照射位置に応じてその速度を可変させる速度
制御手段として機能するコントローラ16に接続されて
いる。このコントローラ16は2つの光源21a,21
bによる原稿面照射位置が同一位置となるように制御す
る同期制御手段としても機能する。また、前記駆動源2
5もこのコントローラ16に接続されている。さらに、
前記面状CCDアレイ14による読取情報はラインバッ
ファ26、シェーディング補正回路27を介してコント
ローラ16により取込まれ、記憶装置17に格納される
が、前記白色基準板24の読取りによるシェーディング
補正用情報を格納するためのシェーディング用メモリ
(シェーディング補正用記憶手段)28が設けられてい
る。
【0031】このような構成において、コンタクトガラ
ス11上にセットされた原稿の1回の読取りの間に、光
源21a,21bをリフレクタ22a,22bとともに
回転用モータ23a,23bにより回動させることによ
り、副走査方向の照射位置が順次移動して、全面の露光
が2次元的に行われ、面状CCDアレイ14により面読
取りされる。この時、副走査方向の両側に位置する光源
21a,21bによる照射位置は、例えば図1に示すよ
うに、同一となるように回転制御される。即ち、原稿面
の照射位置では左右から照射されることになり、原稿面
に凹凸があったとしても原稿影の出ない露光が可能とな
る。
【0032】また、このようなリフレクタ22a,22
bの回転駆動による露光において、その露光位置によっ
てその回転速度(角速度)を可変させて、原稿面上での
照度を均一化し、面状CCDアレイ14上での照度が一
定化するように制御するのが、本実施例の特徴である。
具体的には、原稿周辺部付近を露光する際には、角速度
を速めとし、中央部付近を露光する際には角速度を遅め
とするものである。
【0033】この点について、図3を参照してさらに説
明する。副走査方向の両側に配設した光源21a,21
bにより原稿面を露光する場合、図11で説明したよう
に、全面的にフラットな照度とはならず、中央部が低め
となる。即ち、副走査方向にみると、図3(b)に示す
ようなシェーディング形状を持つといえる。これを補正
するには、前述したように主走査方向のシェーディング
補正を含めた2次元メモリを利用すればよいが、膨大な
メモリ容量を必要とするものとなる。この点、本実施例
ではこのような副走査方向のシェーディング補正にはメ
モリを用いることなく、面状CCDアレイ14における
光の蓄積量をフラット化することで補正するようにした
ものである。即ち、面状CCDアレイ14の蓄積時間に
同期させて、原稿の端部側では光源21a,21bの移
動速度、即ち、露光速度を速くし、中央部付近では遅く
制御することにより、同図(c)に示すように副走査方
向についてフラット化されることになる。
【0034】なお、特に図示しないが、原稿面の照射位
置によって、光源21a,21bの発光量、即ち、駆動
電圧を可変させるようにしても、同様な結果が得られ
る。
【0035】このようにして、2本の光源21a,21
bを用いた場合の、回転方向(副走査方向)の照度ムラ
は解消される。ここに、光源21a,21bは周知のよ
うに、その長手方向の照度分布は平坦ではない。これに
対応して面状CCDアレイ14における主走査ライン出
力も、一般には、図4(a)に示すようなシェーディン
グ特性を持つ。よって、主走査方向についてのシェーデ
ィング補正が必要となる。
【0036】この主走査方向のシェーディング補正処理
は、白色基準板24を読取ることにより行われる。図5
にその処理のフローチャートを示す。まず、白色基準板
24をAで示す待機位置から駆動源25によりBで示す
原稿面中央位置(副走査方向)に移動させる。ついで、
リフレクタ22a,22bの回動角度(照明位置)を調
整し、光源21a,21bを点灯させて原稿面中央位置
Bに位置させた白色基準板24を照明し、面状CCDア
レイ14で読取る。この時、白色基準板24は両方の光
源21a,21bにより照明されており、両者の配光分
布の差の平均化を含めて、これらの光源21a,21b
のシェーディング補正データが算出され、シェーディン
グ用メモリ28に格納され、実際の原稿読取り時のシェ
ーディング補正に供される。即ち、白色基準板24が中
央に位置する状態でシェーディング補正データが取込ま
れるため、最もS/Nのよい状態でのデータ取込みとな
る。
【0037】実際の読取りは、図6に示すフローチャー
トに従い行われる。面状CCDアレイ14はその1画面
分のデータを主走査1ライン分ずつ時系列で出力する。
出力された主走査1ライン分のデータはラインバッファ
26に一旦格納される。格納されたデータは上記のよう
な処理によりシェーディング用メモリ28に格納されて
いるシェーディング補正データと演算処理されて、コン
トローラ16に送られ、記憶装置17に格納される。
【0038】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、面状CC
Dアレイを用いた読取光学系構成を採るものにおいて、
原稿面の露光走査は棒状の光源によるスリット露光位置
をリフレクタの回動により副走査方向に順次移動させる
方式として構成し、この際、回転機構によるリフレクタ
の回動速度を速度制御手段によって面状CCDアレイ上
での照度が一定となるように原稿に対する照射位置に応
じて可変させるように構成したので、複雑な形状のリフ
レクタを用いることなく、面状CCDアレイの各CCD
における光情報の蓄積量を均一化させることができ、よ
って、副走査方向のシェーディング補正をメモリを要せ
ず行うことができる。
【0039】請求項2記載の発明によれば、照射位置に
応じた速度可変に代えて、発光量制御手段により、面状
CCDアレイ上での照度が一定となるようにリフレクタ
による原稿に対する照射位置に応じて棒状の光源の発光
量を可変させるようにしたので、同様に、複雑な形状の
リフレクタを用いることなく、面状CCDアレイの各C
CDにおける光情報の蓄積量を均一化させることがで
き、よって、副走査方向のシェーディング補正をメモリ
を要せず行うことができる。
【0040】これらの発明において、請求項3記載の発
明によれば、棒状の光源自体に対する主走査方向のシェ
ーディング補正を白色基準板とこの白色基準板読取りに
よる情報を記憶するシェーディング補正用記憶手段とを
用いて簡単に行うことができ、よって、2次元全体のシ
ェーディング補正を簡単に行うことができる。
【0041】この際、請求項4記載の発明によれば、基
準板移動手段によって白色基準板を原稿面の副走査方向
中央に移動させてシェーディング補正用の情報を取込む
ようにしたので、最もS/Nのよい状態でシェーディン
グ補正データを取込むことができ、適正なシェーディン
グ補正が可能となる。
【0042】また、請求項5記載の発明によれば、光
源、リフレクタ等を複数組設けて原稿面の同一位置を副
走査露光させるようにしたので、凹凸のある原稿面であ
っても、その影の影響の少ない露光を行えるとともに、
フラット照明化もより容易かつ正確なものとすることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す画像読取装置の概略構
成の正面図である。
【図2】電気的制御系を示すブロック図である。
【図3】副走査方向についてのシェーディング補正を示
す説明図である。
【図4】主走査方向についてのシェーディング補正を示
す説明図である。
【図5】シェーディング補正データ取込み処理を示すフ
ローチャートである。
【図6】画像データ取込み処理を示すフローチャートで
ある。
【図7】従来例を示す複写システム全体の概略構成の正
面図である。
【図8】その画像読取装置の概略構成の正面図である。
【図9】電気的制御系を示すブロック図である。
【図10】その動作制御を示すフローチャートである。
【図11】棒状光源による従来例を示す概略構成の正面
図である。
【符号の説明】
14 面状CCDアレイ 15 結像光学系 16 速度制御手段、発光量制御手段&
同期制御手段 17 記憶手段 21a,21b 棒状の光源 22a,22b リフレクタ 23a,23b 回転機構 24 白色基準板 25 基準板移動手段 28 シェーディング補正用記憶手段
フロントページの続き (72)発明者 田口 和重 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 (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原稿面を照射する棒状の光源と、この光
    源に一体化された集光用のリフレクタと、CCDをマト
    リックス状に配した面状CCDアレイと、前記光源によ
    り照射された原稿面からの光像を前記面状CCDアレイ
    上に結像させる結像光学系と、この面状CCDアレイか
    ら読出した画像情報を記憶する記憶手段と、前記リフレ
    クタを光源軸を中心に回動させて前記原稿面を副走査さ
    せる回転機構と、この回転機構による前記リフレクタの
    回動速度を前記面状CCDアレイ上での照度が一定とな
    るように原稿に対する照射位置に応じて可変させる速度
    制御手段とよりなることを特徴とする画像読取装置。
  2. 【請求項2】 原稿面を照射する棒状の光源と、この光
    源に一体化された集光用のリフレクタと、CCDをマト
    リックス状に配した面状CCDアレイと、前記光源によ
    り照射された原稿面からの光像を前記面状CCDアレイ
    上に結像させる結像光学系と、この面状CCDアレイか
    ら読出した画像情報を記憶する記憶手段と、前記リフレ
    クタを光源軸を中心に回動させて前記原稿面を副走査さ
    せる回転機構と、前記面状CCDアレイ上での照度が一
    定となるように前記リフレクタによる原稿に対する照射
    位置に応じて前記光源の発光量を可変させる発光量制御
    手段とよりなることを特徴とする画像読取装置。
  3. 【請求項3】 光源と同等の長さでこの光源に平行に原
    稿面近傍に配置させた白色基準板と、この白色基準板か
    らの光像を面状CCDアレイで読取った画像情報を記憶
    するシェーディング補正用記憶手段とを設けたことを特
    徴とする請求項1又は2記載の画像読取装置。
  4. 【請求項4】 シェーディング補正用データの取込み時
    に白色基準板を原稿面の副走査方向中央位置に移動させ
    る基準板移動手段を設けたことを特徴とする請求項3記
    載の画像読取装置。
  5. 【請求項5】 光源、リフレクタ及び回転機構を副走査
    方向に複数組設け、各々の光源の原稿に対する照射位置
    が同一となるように制御する同期制御手段を設けたこと
    を特徴とする請求項1,2,3又は4記載の画像読取装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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