JPH06225137A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光源の照度変動に関わらず安定したシェーデ
ィング補正を可能にする。 【構成】 第１白色部材22，第２白色部材26を光源14で
照明して、反射光をＣＣＤ19でとらえて電気信号に変換
し、第１白色部材22のアナログ／デジタル (Ａ／Ｄ)変
換値と、第１白色部材22に対する読取時における第２白
色部材26のＡ／Ｄ変換値と、原稿読取時における第２白
色部材26のＡ／Ｄ変換値とから、それぞれ基準黒データ
値を減算した値により演算された係数に基づいて、基準
黒データ値により黒レベル補正した原稿読取データに対
してシェーディング補正をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、イメージスキャナ，フ
ァクシミリなどに適用され、ＣＣＤ(電荷結合素子)など
の光電変換素子を備えてなる画像読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像読取装置は、一般的に光源か
ら原稿に光を照射し、その反射光あるいは透過光をＣＣ
Ｄ等の光電変換素子にてアナログ信号に変換し、さらに
Ａ／Ｄ(アナログ／デジタル)コンバータにてデジタル信
号に変換して画像情報を読み込む。

【０００３】こうして得られたデジタルの画像情報は、
そのままでは適正な値とならないので、いくつかの補正
あるいは処理を行っている。その中の１つにシェーディ
ング補正がある。

【０００４】すなわち、通常、同一濃度の原稿に光を照
射させて読み込んだときでも、同一濃度の画像データは
得られない。これは、原稿に光を照射する光源の照度ム
ラによりＣＣＤ各素子での受光量が異なること、ＣＣＤ
の素子間の感度バラツキにより、仮に同じ受光量の場合
でも出力されるアナログ量が異なること、等に起因す
る。この前記バラツキをなくし、同一濃度の原稿を読ん
だときには同一の画像データとなるように補正するのが
シェーディング補正である。基本的には、予め同一濃度
の基準面(一般的に白色)に光を照射したときの画像デー
タ(基準白データ)をＣＣＤの各素子ごとに記憶してお
き、原稿の画像情報を読み込んだときに各画素ごとに対
応する前記基準面の画像データと比較して補正する方法
が採用されている。

【０００５】また、ＣＣＤのアナログ出力にはオフセッ
ト量を含んでいるため、仮に真っ黒な原稿を読んだ場合
にも出力データはゼロにならない。原因はＣＣＤの素子
が持つ暗電流であり、温度に依存する。これを解決する
には、真っ黒な原稿(または光源ＯＦＦ時または黒ダミ
ー画素)を読んだときの画像レベルをゼロとして補正を
行う必要がある。

【０００６】例えば、特開平４−26275号公報において
は、ＣＣＤの黒ダミー画素の信号レベル(すなわちオフ
セット量)をＡ／Ｄ変換して取り込み、原稿の画像デー
タからオフセット量を演算(減算)して補正している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来よ
り原稿読取データの補正に関していくつかの方法が発明
されてきた。

【０００８】デジタル複写機のように一枚の原稿を短時
間の内に読み込んでしまう画像読取装置では、前記特開
平４−26275号公報の発明は非常に効果のある方法であ
る。

【０００９】しかし、イメージスキャナ，ファクシミリ
のように相手(ホストコンピュータ，ファクシミリ)に画
像情報を送信しなければならない画像読取装置の場合
は、短時間で一枚の原稿を読み終わる保証はない。送信
先の画像処理能力が低く、一枚の原稿の画像データを送
信中にビジー信号がくることがあるからである。

【００１０】その場合、画像読取装置に残りの画像デー
タを記憶するのに十分なメモリが内蔵されていれば、読
取中の原稿の原稿データをメモリに入れながら読み終え
て待機すればよいが、コストの絡みで原稿１枚分のメモ
リを持てないときがある。このとき、原稿読取装置は読
み取った位置で待機することになり、送信先からレディ
信号がきたときに読み取り再開となる。

【００１１】ビジーからレディまでの時間はまちまちで
あり、この間に原稿に光を照射する光源の照度，画像読
取装置の温度が変わってしまう可能性がある。その結
果、基準白データを取ったときの照度と読み取り再開時
の照度とが異なり、前記基準白データでシェーディング
補正を行うと誤差を生じることになる。

【００１２】本発明の目的は、光源の照度変動に関わら
ず安定したシェーディング補正が行える画像読取装置を
提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、第１の基準白面と、第２の基準白面と、
光源で照明された原稿，前記第１の基準白面，第２の基
準白面からの光を受光して電気信号に変換する光電変換
手段と、この光電変換手段からのアナログ出力をデジタ
ル値に変換するアナログ／デジタル変換手段と、アナロ
グ／デジタル変換した基準黒データ値(ＤＢＬＫ)を検知
する手段とを備えた画像読取装置において、第１の基準
白面のアナログ／デジタル変換出力値(ＤＷＴ１)と、第
１の基準白面読取時における第２の基準白面のアナログ
／デジタル変換出力値(ＤＷＴ２)と、原稿読取時におけ
る第２の基準白面のアナログ／デジタル交換出力値(Ｄ
ＷＴ３)とを検知する検知手段と、原稿読取時のアナロ
グ／デジタル交換出力値を前記ＤＷＴ１，ＤＷＴ２，Ｄ
ＷＴ３，ＤＢＬＫとで補正して出力する補正手段とを備
えたことを特徴とする。

【００１４】また前記補正手段により、前記ＤＷＴ２か
ら前記ＤＢＬＫを減算した値と、前記ＤＷＴ３からＤＢ
ＬＫを減算した値との比を算出し、この比を前記ＤＷＴ
１からＤＢＬＫを減算した値に乗算し、原稿読取時のア
ナログ／デジタル変換出力値から前記ＤＢＬＫを減算し
た値を補正したＤＷＴ１に基づいてシェーディング補正
をすることを特徴とする。

【００１５】また前記補正手段において、前記ＤＢＬＫ
と前記ＤＷＴ３とを、前記光電変換手段の１サイクル動
作ごとに更新することを特徴とする。

【００１６】また前記光源を支持した枠体内に、前記第
２の基準白面を設けたことを特徴とする。

【００１７】

【作用】前記手段においては、基準黒データ値(ＤＢＬ
Ｋ)を記憶し、第１の基準白面を読み取り、この第１の
基準白面の読取データ(ＤＷＴ１)から前記ＤＢＬＫを減
算した値(ＤＷＴ１′)をメモリに記憶し、第１の基準白
面を読み取る直前、あるいは直後に第２の基準白面を読
み取り、この第２の基準白面の読取データ(ＤＷＴ２)か
ら前記ＤＢＬＫを減算した値(ＤＷＴ２′)をメモリに記
憶する。

【００１８】さらに原稿を読み取る際に第２の基準白面
を読み取り、この第２の基準白面の読取データ(ＤＷＴ
３)から前記基準黒データを減算した値(ＤＷＴ３′)を
算出して、(ＤＷＴ２′／ＤＷＴ３′)×ＤＷＴ１′を算
出し、そのとき読み取った原稿読取データに対して、
(ＤＷＴ２′／ＤＷＴ３′)×ＤＷＴ１′をシェーディン
グ補正基準データとして補正をする。

【００１９】また画像読取時のＤＢＬＫと、光源の照度
を比較するためのＤＷＴ３とを毎ラインごとに更新する
ことで、より適正なシェーディング補正が行われる。

【００２０】また第２の基準白面と光源とが同一枠体内
に設置されているので、両者の相対位置が変わらず、い
つも同じ面の光をサンプリングでき、第２の基準白面の
汚れによる読取データへの影響を抑えられる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２２】図２は本発明の画像読取装置の一実施例の
外観を示す斜視図であって、１は画像読取装置の本体、
２は本体１の上部に載置された自動原稿搬送装置(ＡＤ
Ｆ)、３は、ＡＤＦ２に設けられ、表面が均一濃度を呈
し、原稿を押圧する圧板、４は排紙トレイである。

【００２３】前記ＡＤＦ２は本体１の排紙トレイ４側で
回動可能に支持され、ＡＤＦ２を上方に回動することで
圧板３と本体１間に原稿が挿入でき、ＡＤＦ２を本体１
上面に載置した状態による原稿自動搬送による原稿読取
と、原稿を本体１上に載置した状態による原稿読取との
２通りの方法が選択できるようになっている。

【００２４】図３は図２の画像読取装置の概略構成図で
あって、ＡＤＦ２は、原稿載置台５の一側に設けられた
半円状の給紙コロ６、この給紙コロ６によって搬送され
る積載された原稿を１枚ずつ分離して給紙する分離コロ
７aとフィードローラ７b、分離された原稿を搬送する搬
送コロ８、一対の案内コロ９，10、案内コロ９，10間に
設けられて原稿をコンタクトガラス11に間隙なく押圧す
る押え板12、排出コロ13などから構成されている。

【００２５】また画像読取装置の本体１には、光源14、
反射ミラー15，16，17、レンズ18、光電変換手段である
ＣＣＤ(電荷結合素子)19などからなる画像読取手段20が
装備されている。

【００２６】同図において、ＡＤＦ２は本体１のコンタ
クトガラス11の表面を閉鎖した状態である。ＡＤＦ２の
原稿載置台５に積載された原稿は、給紙コロ６によって
分離コロ７a方向へ搬送され、分離コロ７aとフィードロ
ーラ７bとによって１枚ずつ分離、かつ給紙されて搬送
コロ８と案内コロ10によりコンタクトガラス11と押え板
12との間へ送り込まれる。この押え板12の読取位置Ａ
で、原稿に対して画像読取手段20による公知の画像デー
タの光学的読取動作が行われる。この読取動作後、原稿
は案内コロ９と排出コロ13とにより図２の排紙トレイ４
へ排出される。

【００２７】図１は図３の読取位置Ａにおける押え板12
部分を示す構成図であって、21は一方の案内コロ10の搬
送方向上流に設けられた紙検知センサであり、また前記
押え板12は、コンタクトガラス11の上面に沿わせたシー
ト状の第１白色部材(第１の基準白面)22と、第１白色部
材22上を覆うシート状の黒色部材23とからなる。

【００２８】また光源14と反射ミラー15とを搭載したキ
ャリッジの枠体25内壁には第２白色部材(第２の基準白
面)26が設けられている。この第２白色部材26は、図４
に示したように主走査方向にて原稿画像領域Ｄ外で、か
つ第２白色部材26からの反射光がＣＣＤ19のフォトセル
に入射するような位置となるように前記枠体25に設けら
れている。

【００２９】図４において、前記第１白色部材22の反射
光は、5000個のフォトセルからなるＣＣＤ19のフォトセ
ル700から5000に入射し、また第２白色部材26の反射光
はフォトセル１から500に入射するようになっている。

【００３０】図５は本実施例の制御系のブロック図であ
って、この図５を参照しながら、ＡＤＦ２を用いて原稿
読取を行う場合を説明する。原稿載置台５上に原稿が載
置された後、ホストコンピュータ27などからインタフェ
ース28を介してＣＰＵ29にスタート指令が送られる。

【００３１】ＣＰＵ29は、ＲＯＭ30のデータに基づいて
モータ駆動回路31に信号を送ってモータ32を駆動すると
共に、光源点灯装置33に信号を送って光源14を点灯す
る。そして、モータ32により駆動される給紙コロ６と分
離コロ７aとフィードローラ７bとで原稿を１枚ずつ搬送
路24に送り込み、案内コロ９，10で読取位置Ａへ所定速
度で送り、排出コロ13で読み取り後の原稿を前記排紙ト
レイ４上に排出する。

【００３２】上述した原稿搬送の間に、画像読取手段20
により、原稿上の画像を読取位置Ａで読み取る。すなわ
ち、読取位置Ａで光源14からの光をコンタクトガラス11
上の原稿に照射し、その反射光を反射ミラー15，16，17
で順次偏向してレンズ18でＣＣＤ19に結像し、原稿上の
画像を読み取る。

【００３３】なお、図５中の35は設定された各種モード
などに係るデータを記憶するＲＡＭ、36は紙検知センサ
21などの各種センサからのデータを処理する各種センサ
処理部である。

【００３４】またＡＤＦ２を用いない場合には、ＡＤＦ
２を上方へ回動して本体１上を開放し、原稿をコンタク
トガラス11上に載置して、その先端が案内コロ10の下側
に入り込むようにし、案内コロ10などにより搬送される
原稿上の画像を読み取る。すなわち、光源14と反射ミラ
ー15を搭載した前記枠体25からなるキャリッジと、反射
ミラー16，17を搭載したキャリッジとを、原稿面と平行
方向に移動して画像を読み取る。読取後、画像処理部34
から信号をＣＰＵ29に送り、ＣＰＵ29からの指令により
案内コロ９，10と排出コロ13とを駆動することで、原稿
を排紙トレイ４上に排出する。

【００３５】図６は前記ＣＣＤの概略構成図であり、こ
のＣＣＤ19の内部には、18個のＯＢ(オプティカルブラ
ック)セル，２個のダミーセル，5000個の有効フォトセ
ル，２個のダミーセルが順番に１列に並んでいる。各フ
ォトセルからは、それぞれ受光量に比例(画像の濃度に
対応)した電気レベルが出力される。またＯＢセルは遮
光されているので、画像の黒レベルに対応する電気レベ
ルを出力する。なお、図中の40は電圧アンプあるいはサ
ンプル・アンド・ホールド回路などからなる信号処理部
である。

【００３６】図７は図６の各部における信号の波形図で
あり、ＯＢセル前にダミー12画素分が加えられ、その
後、ＯＢセル，ダミーセル，有効フォトセル，ダミーセ
ルの順で出力される。

【００３７】図８は本実施例における画像読取からシェ
ーディング補正までのデータ処理を行うための補正手段
の構成を示すブロック図、図９は本実施例の原稿画像デ
ータの取り込みに係るフローチャートであり、図８，図
９において、原稿画像を読み取るのに先立ち、基準黒レ
ベル，第２の基準白面のデータ，シェーディング基準デ
ータを取り込む。なお、これらの値はＣＣＤ19の１動作
サイクルで決定する必要がなく、複数回のサンプリング
を行い、平均値，最大値，最小値などで求めてもよい。

【００３８】まず、基準黒レベルを取り込む(Ｓ1)。基
準黒レベルは、ＣＣＤ19から出力されるＯＢセルのアナ
ログ値を対象とする。このＯＢセルは遮光されているの
で画像の黒レベルに対応する電気レベルを出力する。Ｏ
Ｂセルの出力信号はアンプ４５，ゼロクランプ回路４６
を通りＡ／Ｄ変換器47の入力端子に印加される。その
後、Ａ／Ｄ変換器47の出力データ(ＤＢＬＫ)が黒レベル
検出器48にストアされる。

【００３９】次に第２の基準白面26のデータを取り込む
(Ｓ2)。第２の基準白面26の反射光をＣＣＤ19のフォト
セルで受光し、そのアナログ出力は基準黒レベルと同様
にＡ／Ｄ変換器47よりデジタルデータ(ＤＷＴ２)として
出力される。この値からステップ(Ｓ1)で得られた基準
黒レベルを減算器49で減算(ＤＷＴ２′)し、メモリ51に
記憶する。この値は後にシェーディング基準データ取込
時と原稿データ取込時とで光量に差が生じている場合の
補正に使用する。

【００４０】次に、シェーディング基準データを取り込
む(Ｓ3)。具体的には、図１に示した第１の基準白面22
の反射光をＣＣＤ19のフォトセルで受光し、そのアナロ
グ出力はステップ(Ｓ2)と同様にデジタル化(ＤＷＴ１)
された後、ステップ(Ｓ1)で得られた基準黒レベルを減
算器49で減算(ＤＷＴ１′)して、メモリ50に記憶する。

【００４１】このシェーディング基準データは原稿画像
を読み取った際の、画像読取の主走査方向(ＣＣＤ19の
フォトセルが並んだ方向)に対する光源14の照度ムラ，
ＣＣＤ19の各フォトセルのゲインのバラツキに起因する
濃度情報のバラツキを補正するのに使用する。

【００４２】上記のようにしてデータが算出された後、
１ラインごとに原稿画像および原稿画像を読み取るとき
の基準黒レベル，第２の基準白面のデータを取り込む。

【００４３】まず、基準黒レベルを取り込む(Ｓ4)。前
記ステップ(Ｓ1)と同様に、基準黒レベルは、ＣＣＤ19
から出力されるＯＢセルのアナログ値を対象とする。改
めて基準黒レベルを読み込むのは、基準黒レベルが温度
依存するからである。黒レベル検出器48の内容は、この
デジタル化されたデータに書き換えられる。

【００４４】次に、第２の基準白面のデータを取り込む
(Ｓ5)。前記ステップ(Ｓ2)と同様に、第２の基準白面26
のアナログ出力は、デジタル化(ＤＷＴ３)され、ステッ
プ (Ｓ1)で得られた基準黒レベルを減算(ＤＷＴ３′)
し、メモリ52に記憶される。そして、メモリ51，52の値
を除算器53に入力し、その演算結果を乗算器54に入力す
る(Ｓ6)。

【００４５】これはステップ(Ｓ3)で得たシェーディン
グ基準データを取り込んだときと、次ステップで原稿の
画像データを取り込むときとで、光源14のＣＣＤ19まで
の照度の変化量を求めるためである。

【００４６】次にメモリ50に記憶されているシェーディ
ング基準データ(ＤＷＴ１′)と除算器53の演算結果(光
源の照度変動を補正する定数)を乗算器54に入力し、シ
ェーディング基準データの光源の照度変動に対する補正
を行う(Ｓ7)。

【００４７】ここで原稿の画像データを取り込む(Ｓ
8)。ＣＣＤ19のフォトセルのアナログ値を上記と同様に
デジタル化し、ステップ(Ｓ4)で得られた基準黒レベル
を減算した後、除算器55に入力する。

【００４８】そしてシェーディング補正を行う(Ｓ9)。
すなわち、乗算器54の演算結果(シェーディング基準デ
ータの光源の照度変動に対する補正を行った値)と、黒
レベル補正した原稿画像データを、読取位置が対応する
ように除算器55に入力し、シェーディング補正する。ま
だ原稿を全て読み終えていない場合は(Ｓ10のNO)、ステ
ップ(Ｓ4)に戻り、ステップ(Ｓ4)〜(Ｓ9)を繰り返す。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像読取
装置は、請求項１，２記載の構成によれば、シェーディ
ング基準データをサンプリングしたときと、原稿画像デ
ータをサンプリングしたときの、光源の照度を考慮して
シェーディング補正を行っているので、光源の照度が変
化しても適正なシェーディング補正が行える。

【００５０】また請求項３記載の構成によれば、画像読
取時の基準黒データ，光源の照度を比較するための第２
の基準白面のデータは毎ラインごとに更新するので、よ
り適正なシェーディング補正が行える。

【００５１】また請求項４記載の構成によれば、第２の
基準白面は光源と同じ枠体内に設けられており、光源と
第２の基準白面の相対的位置は変わらないので、いつも
同じ面の反射光をサンプリングできる。このため、第２
の基準白面の汚れによる読込データへの影響を抑えられ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像読取装置の一実施例における要部
の構成図である。

【図２】本実施例の外観を示す斜視図である。

【図３】本実施例の全体の概略構成図である。

【図４】ＣＣＤへの反射光の入射状態を示す説明図であ
る。

【図５】本実施例の制御系のブロック図である。

【図６】ＣＣＤの概略構成図である。

【図７】図６の各部における信号の波形図である。

【図８】本実施例の画像読取からシェーディング補正ま
でのデータ処理を行うための構成を示すブロック図であ
る。

【図９】図８の構成による原稿画像データの取り込みに
係るフローチャートである。

【符号の説明】

14…光源、 19…ＣＣＤ(光電変換手段)、 20…画像読
取手段、 22…第１白色部材(第１の基準白面)、 23…
黒色部材、 25…枠体、 26…第２白色部材(第２の基
準白面)、 34…画像処理部、 45…アンプ、 46…ゼ
ロクランプ回路、47…Ａ／Ｄ変換器、 48…黒レベル検
出器、 49…減算器、 50，51，52…メモリ、 53，55
…除算器、 54…乗算器。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の基準白面と、第２の基準白面と、
   光源で照明された原稿，前記第１の基準白面，第２の基
   準白面からの光を受光して電気信号に変換する光電変換
   手段と、この光電変換手段からのアナログ出力をデジタ
   ル値に変換するアナログ／デジタル変換手段と、アナロ
   グ／デジタル変換した基準黒データ値(ＤＢＬＫ)を検知
   する手段とを備えた画像読取装置において、第１の基準
   白面のアナログ／デジタル変換出力値(ＤＷＴ１)と、第
   １の基準白面読取時における第２の基準白面のアナログ
   ／デジタル変換出力値(ＤＷＴ２)と、原稿読取時におけ
   る第２の基準白面のアナログ／デジタル交換出力値(Ｄ
   ＷＴ３)とを検知する検知手段と、原稿読取時のアナロ
   グ／デジタル交換出力値を前記ＤＷＴ１，ＤＷＴ２，Ｄ
   ＷＴ３，ＤＢＬＫとで補正して出力する補正手段とを備
   えたことを特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】 前記補正手段により、前記ＤＷＴ２から
   前記ＤＢＬＫを減算した値と、前記ＤＷＴ３からＤＢＬ
   Ｋを減算した値との比を算出し、この比を前記ＤＷＴ１
   からＤＢＬＫを減算した値に乗算し、原稿読取時のアナ
   ログ／デジタル変換出力値から前記ＤＢＬＫを減算した
   値を補正したＤＷＴ１に基づいてシェーディング補正を
   することを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記補正手段において、前記ＤＢＬＫと
   前記ＤＷＴ３とを、前記光電変換手段の１サイクル動作
   ごとに更新することを特徴とする請求項１または２記載
   の画像読取装置。
4. 【請求項４】 前記光源を支持した枠体内に、前記第２
   の基準白面を設けたことを特徴とする請求項１記載の画
   像読取装置。