JPH06291999A - 画像読取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 白・黒シェーディング補正と残像補正とによ
り多階調画像を高精度に読み取れるようにする。 【構成】 イメージセンサ４による複数ライン分の読取
り画像データを記憶し各ラインごとに読み出せるライン
メモリ１１９と、イメージセンサ４により白基準像６を
読み取った白基準データを記憶しておく白基準メモリ１
０４と、イメージセンサ４の暗時出力や黒基準像を読み
取った黒基準データを記憶しておく黒基準メモリ１０５
と、イメージセンサ４の蓄積時間に同期して光源２が点
滅されることにより得られるイメージセンサ４の残像デ
ータを記憶しておく残像メモリ１１６と、ラインメモリ
１１９から読み出された前ラインの画像データと残像デ
ータとにより残像成分を演算して得る残像演算手段１２
０と、この残像成分と白基準データおよび黒基準データ
とにより現読取り画像データを補正をする補正手段１２
１、１１１とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はファクシミリ、ディジタ
ル複写機等に用いられる画像読取り装置であり、特に多
階調な原稿画像データを読取ることができる画像読取り
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディジタル複写機を始めとして、
原稿の平面的な画像データを多階調でディジタル的に読
み出し、中間調を再現することができる画像読取り装置
が多く利用されている。

【０００３】特開昭６１−２６１２９５号公報は、中間
調を含む原稿の画像データを多階調で精度よく読取るよ
うにした画像読取り装置を開示している。

【０００４】このものは、本出願人が先に提案したもの
で、白シェーディング補正と黒シェーディング補正とを
組み合わせて行うことにより、光源のばらつきやイメー
ジセンサの各画素ごとの感度のばらつき、さらに黒基準
像を読み取ったときの暗電流による各画素ごとの暗時出
力電圧のばらつき等を補正し、画像データのＳ／Ｎ比を
上げることとともに、入力原稿の濃度に対するダイナミ
ックレンジを大きくするようにしている。

【０００５】図９を参照して具体的に説明すると、原稿
ａの画像を読取るＣＣＤラインセンサ等のイメージセン
サｂは、イメージセンサ駆動回路ｃからの走査開始信号
ＨＳＹＮＣと走査クロック信号ＶＣＬＫとによって主走
査方向に１ライン分の画像をｍ個の各画素ごとの受光素
子によって読取る。

【０００６】ここで、イメージンセンサｂの各画素ごと
の受光素子の画像データは、原稿ａの光源ｋにより照明
されている各画素ごとの反射光に比例しており、これが
走査開始信号ＨＳＹＮＣの間蓄積され、走査クロック信
号ＶＣＬＫに同期して順次出力される。

【０００７】イメージセンサｂはまた、モータ駆動回路
ｄにて制御されるモータｅによって矢印で示す副走査方
向に移動され、前記１ライン分の画像の読取りを原稿ａ
の全域につき順次に行う。

【０００８】イメージセンサｂから出力される画像読取
りデータは、Ａ／Ｄ変換器ｆ、マルチプレクサｇを介し
白基準メモリｈと、黒基準メモリｉと、第２の減算器ｊ
とに振り分けて入力される。

【０００９】一方、イメージセンサ駆動回路ｃおよびモ
ータ駆動回路ｄを制御する中央処理装置ｌは、白シェー
ディング信号ＷＨＴと黒シェーディング信号ＢＬＫとを
交互に出力して白シェーディング補正と、黒シェーディ
ング補正とを開始する。

【００１０】白シェーディング補正では、中央処理装置
ｌはイメージセンサｂを白基準像ｑの位置に移動させ
て、この白基準像ｑをイメージセンサｂにより読み取っ
た白基準データＤｗが白シェーディング補正のために白
基準メモリｈに入力されるようにする。したがって、白
基準データＤｗは画像データの最大白レベルとなる。

【００１１】この入力のため中央処理装置ｌは、白シェ
ーディング信号ＷＨＴを“ハイ”としてマルチプレクサ
ｇに与える。これによりマルチプレクサｇに入力される
画像データが白基準メモリｈに書込みデータとして与え
られる。同時に白基準メモリｈは中央処理装置ｌからの
白シェーディング信号ＷＨＴがインバータｎによって反
転した“ロー”のＲ／Ｗ信号を受けていることによっ
て、アドレスカウンタｏからのアドレス指定に従いマル
チプレクサｇを介して入力される１ライン分の画像デー
タの書込みを行い、白基準データＤｗを記憶する。これ
が終了すると白シェーディング信号ＷＨＴは“ロー”に
戻される。

【００１２】また黒シェーディング補正では、中央処理
装置ｌはイメージセンサｂを黒基準像ｒの位置に移動さ
せて、この黒基準像を読み取った画像データが黒基準メ
モリｉに入力されるようにする。したがって、黒基準デ
ータＤｂは画像データの最大黒レベルとなる。

【００１３】この入力のために中央処理装置ｌは、黒シ
ェーディング信号ＢＬＫを“ハイ”としてマルチプレク
サｇに与える。これによりマルチプレクサｇに入力され
る画像データを黒基準メモリｉに書込みデータとして与
える。同時に黒基準メモリｉは中央処理装置ｌからの黒
シェーディング信号ＢＬＫがインバータｐによって反転
した“ロー”のＲ／Ｗ信号を受けていることによって、
アドレスカウンタｏからのアドレス指定に従いマルチプ
レクサｇを介して入力される１ライン分の画像データの
書込みを行い、黒基準データＤｂを記憶する。これが終
了すると黒シェーディング信号ＢＬＫは“ロー”に戻さ
れる。

【００１４】なお、アドレスカウンタｏは、１ライン分
ごとに走査開始信号ＨＳＹＮＣによってリセットされ、
走査クロック信号ＶＣＬＫによって１つずつカウントア
ップされる。このため、白基準メモリｈおよび黒基準メ
モリｉに対する読み出し、書込み時にイメージセンサｂ
が画像データを出力する画素の主走査方向位置に対応し
たアドレスを生成する。

【００１５】原稿ａの１ライン分の画像データＤｆは、
黒基準メモリｉからの黒基準データＤｂとともに前記第
２の減算器ｊに入力され、Ｄｆ−Ｄｂが演算される。

【００１６】同時に白基準メモリｈからの白基準データ
Ｄｗは、黒基準メモリｉからの黒基準データＤｂととも
に第１の減算器ｓに入力され、Ｄｗ−Ｄｂが演算され、
正規化された白基準データＤｗを得る。

【００１７】最後に第１の減算器ｓからの出力と、第２
の減算器ｊからの出力とがシェーディング演算器ｔに入
力され、最終的なシェーディング補正のための演算が行
われて正規化した補正画像データＤｒを得る。このシェ
ーディング補正のための演算は、 Ｄｒ＝２５５×（Ｄｆ−Ｄｂ）／（Ｄｗ−Ｄｂ） の式によって行われる。

【００１８】ここで係数２５５は、８ビットでデータを
扱っていることによるもので、これに限るものではな
い。

【００１９】図１０は白基準データＤｗ、黒基準データ
Ｄｂ、および原稿の画像データＤｆの１ライン分の具体
例を示している。今、隣接する受光素子Ｖｒ１、Ｖｒ２
での各白基準データＤｗが２３０、２２５、同各画像デ
ータＤｆが１４０、１８０、同各黒基準データＤｂが１
０、５であるとする（なお画像データは８ビットデータ
にて取扱う関係上、データの値の範囲は０〜２５５であ
るとする。）。

【００２０】原稿ａの読取りを行った場合、まず素子Ｖ
ｒ１の画像データＤｆが出力され、画像データＤｆが１
４０であると、このとき素子Ｖｒ１に対応して記憶され
ている黒基準データＤｂ＝１０、白基準データＤｗ＝２
３０が、黒基準メモリｉおよび白基準メモリｈから出力
される。これにより第１の減算器ｓおよび第２の減算器
ｊにて演算が行われ、データ（Ｄｆ−Ｄｂ）として値１
３０が、またデータ（Ｄｗ−Ｄｂ）として値２２０が出
力される。そしてこれらの値はシェーディング演算器ｔ
によって前記式での演算が行われ、対応する画像データ
Ｄｒとしての値１５１が出力される。

【００２１】これと同様の演算がイメージセンサｂの各
素子による読取り画像データごとに順次行われる。素子
Ｖｒ２の場合も同様に、画像データＤｆの値が１８０で
あるから、（Ｄｆ−Ｄｂ）として１７５が、（Ｄｗ−Ｄ
ｂ）の値として２２０が出力される。この結果としてシ
ェーディング演算器ｔによって対応する画像データＤｒ
としての値２０３が出力される。

【００２２】このようにして図１１に示すように、白基
準データＤｗのレベルを最大レベル２５５として正規化
された補正画像データＤｒを得るようにしている。図の
ｗ′は正規化された白基準データを示している。

【００２３】このような画像読取りでは、イメージセン
サｂで読取る各画素ごとに白基準データＤｗと黒基準デ
ータＤｂを取出し、その差を等分して正規化し画像デー
タＤｒとするために、光源の光量ムラ、光学系の歪み、
イメージセンサｂの各受光素子ごとの暗電流の差異によ
る暗時電圧のばらつき等、読取り画像データを歪ませ、
読取り精度を低下させる要因をシェーディング補正によ
り正規化して補正することにより、画像データのＳ／Ｎ
比を向上させ読取り原稿の黒濃度のダイナミックレンジ
を広げた多階調の画像データの読取りを行っている。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のよ
うな構成では、ＣＣＤラインセンサに代表される蓄積形
のイメージセンサを用いた場合、図１２に点線で示すよ
うに前ライン画像データの残像成分Ｄａが発生し、点線
で示す真の画像データＤｒに対し、実際には残像成分が
含まれた図１２に実線で示すような画像データＤｆ′と
なり、画像データに大きな誤差が生じてしまう。

【００２５】このため正規化された画像データＤｒは、
実際には正規化処理した後の残像成分Ｄａ′の影響によ
り歪んでしまい、図１３に実線で示す画像データＤｒ′
のように正規化が正確に行われなくなり、前記従来例で
の残像がない条件にて得られる筈のデータが残像成分の
影響で正しく得られない。

【００２６】残像成分Ｄａ′の影響量は前ライン画像デ
ータＤ_n-1 が大きいほど顕著に現れるため、文字情報読
取り等、読取りラインが低濃度より高濃度部へ急激に移
行するような原稿画像の読取りでは、高濃度部へ前ライ
ンの影響が現れ、尾引き現象等の発生が起こり、原稿読
取り画像データ品位に悪影響を与える。

【００２７】つまり、従来の構成ではイメージセンサの
暗時電圧に起因する黒濃度のダイナミックレンジの低下
は抑制していたが、イメージセンサの転送特性が完全で
ないために発生する残像現象による読取り精度の低下に
ついては対策がなされていない。

【００２８】イメージセンサの電荷転送動作について図
１４、図１５に基づいて説明する。

【００２９】図１４（ａ）はイメージセンサｂの受光素
子Ｖｒとアナログシフトレジスタとして動作するＣＣＤ
との組み合わせ構造を模式化して示しており、表面にＳ
ｉ０₂層を有するとともに、さらにこれに表面の受光素
子Ｖｒとの対応部分を残した部分に光シールド層ｐｈｓ
が施されている。そしてこの光シールド層ｐｈｓの下の
ＳｉＯ₂ 層内にシフト電極ｓｈｐと転送電極φ１ｐとが
設けられている。

【００３０】図１５に示すタイミングｔ１、つまりシフ
ト信号ＳＨが“ロー”の間、イメージセンサ左側の受光
素子Ｖｒで受光量に比例した電荷が図１４（ｂ）のよう
に蓄積される。

【００３１】次に、図１５のタイミングｔ２で、シフト
信号ＳＨおよび転送信号φ１がともに“ハイ”になる
と、受光素子Ｖｒの下部に蓄積された電荷はエネルギー
順位の低いＣＣＤ側へ図１４（ｃ）のように移動する。

【００３２】さらに図１５のタイミングｔ３では、シフ
ト信号ＳＨが“ロー”となり図１４（ｄ）のように転送
が完了する。しかし図１４（ｄ）に示すように、ＣＣＤ
への電荷の移送が完全に行われず、１ライン分の画像デ
ータを読み出した後に２ライン目の画像データに１ライ
ン目の残り電荷の影響が現れ、前記残像となる。

【００３３】本発明は、このような残像の影響を補正す
ることができる画像読取り装置を提供することを課題と
するものである。

【００３４】

【課題を解決するための手段】本発明の画像読取り装置
は上記のような課題を達成するため、光源により照明さ
れる原稿の画像を、主走査方向に読取る一次元のイメー
ジセンサにより、原稿とイメージセンサとの主走査方向
に直角な副走査方向の相対移動を伴い１ラインずつ順次
読取る画像読取り装置において、イメージセンサによる
複数ライン分の読取り画像データを記憶し各ラインごと
に読み出せるラインメモリと、イメージセンサの蓄積時
間に同期して光源が点滅されることにより得られるイメ
ージセンサの残像データを記憶しておく残像メモリと、
ラインメモリから読み出された前ラインの画像データと
残像データとにより残像成分を演算して得る残像演算手
段と、この残像成分により現読取り画像データを補正を
する補正手段とを備えたことを特徴とするものである。

【００３５】この場合、イメージセンサにて原稿の画像
読取り前に検出する画像読取り光学系の白色読取り特性
を示す白基準データを記憶しておく白基準メモリと、黒
色読取り特性を示す黒基準データを記憶しておく黒基準
メモリとを備え、補正手段はこれら白基準メモリおよび
黒基準メモリに記憶された白基準データおよび黒基準デ
ータにより、原稿の現読取り画像データをシェーディン
グ補正するのに併せ、残像成分による補正を行うのが好
適である。

【００３６】白基準データは、光源を点灯して白基準像
をイメージセンサにより読み取ったデータ、黒基準デー
タは光源が消灯しているときのイメージセンサの暗出力
データであるのが有利である。

【００３７】残像データＤａは、定数をＫ１、光源点灯
状態で白基準像をイメージセンサで読取って後光源を消
灯した直後の最大残像データＤｍ、白基準データをＤ
ｗ、黒基準データをＤｂ、第１のメモリの前ラインの対
応する画素の画像データをＤ_{n- 1} として、下式の演算に
より得られる。

【００３８】 Ｄａ＝Ｋ１×（Ｄｍ−Ｄｂ）×（Ｄｗ−Ｄｂ） また補正手段からの出力データＤｒは、定数をＫ２、白
基準データをＤｗ、暗時出力データをＤｂ、残像データ
をＤａとして、下式の演算により得られる。

【００３９】 Ｄｒ＝Ｋ２×（Ｄｆ−Ｄｂ−Ｄａ）／（Ｄｗ−Ｄｂ） さらにラインメモリとしてはファーストイン・ファース
トアウト形のメモリを用いることができる。

【００４０】

【作用】本発明の上記構成では、イメージセンサによる
原稿の画像データ読取りに際して、複数ライン分の画像
データがラインメモリに記憶されるのと、残像量が読取
り前ラインの画像データの大小に比例することを利用し
て、残像演算器によりラインメモリに記憶された前ライ
ンの各画素の画像データと、残像メモリに記憶された対
応する画素の残像データを演算することにより現読取り
画像データの残像成分を演算により得、現読取り画像デ
ータを残像成分により補正するので、読取り画像データ
の残像による悪影響を抑制することができる。

【００４１】この場合、現画像読取りデータに対応し
て、白基準メモリおよび黒基準メモリから得られる白基
準データと黒基準データとにより、現読取り画像データ
の正規化を行うシェーディング補正演算とともに、前記
残像成分による補正を行うことにより、白・黒シェーデ
ィング補正に加え、読取り画像データの残像による悪影
響をも抑制することができる。

【００４２】白基準データを、光源を点灯して白基準像
をイメージセンサにより読み取ったデータとすることに
より画像読取りデータの最大値が得られるし、黒基準デ
ータを、光源が消灯しているときのイメージセンサの暗
出力データとすることにより、黒基準データのための特
別な黒基準像やこれを読取る動作が不要にすることがで
きる。

【００４３】残像データＤａは、定数をＫ１、光源点灯
状態で白基準像をイメージセンサで読取って後光源を消
灯した直後の最大残像データＤｍ、白基準データをＤ
ｗ、黒基準データをＤｂ、ラインメモリにおける前ライ
ンの対応する画素の画像データをＤ_n-1 として、下式の
演算により適正に得られる。

【００４４】 Ｄａ＝Ｋ１×（Ｄｍ−Ｄｂ）×（Ｄｗ−Ｄｂ） また補正手段からの出力データＤｒは、定数をＫ２、白
基準データをＤｗ、暗時出力データをＤｂ、残像データ
をＤａとして、下式の演算により適正に得られる。

【００４５】 Ｄｒ＝Ｋ２×（Ｄｆ−Ｄｂ−Ｄａ）／（Ｄｗ−Ｄｂ） さらにラインメモリとしてはファーストイン・ファース
トアウト形のメモリを用いることにより前記各補正動作
を実現することができる。

【００４６】

【実施例】以下本発明の一実施例としての画像読取り装
置について図１〜図８に基づいて説明する。

【００４７】図１は本実施例の画像読取り装置の回路系
ブロック図であり、図２は画像読取り装置の機構系概略
構成図である。

【００４８】まず機構系の概略構成について説明する
と、図２に示すように原稿１を受載するプラテンガラス
２１の下に、原稿１を照明する光源２、原稿１の画像を
読取るイメージセンサ４、および原稿１の画像をイメー
ジセンサ４上に結像させるためのレンズ３を走査光学系
として担持したキャリッジ５が設けられている。

【００４９】イメージセンサ４は、主走査方向に１ライ
ン分の画素に対応する受光素子Ｖｒ１、Ｖｒ２、……が
一列に並ぶ自己走査形のものであり、キャリッジ５は、
駆動ローラ９および従動ローラ１０間に張設された駆動
ワイヤ１１を介したモータ１２の駆動により、主走査方
向に直角な矢印Ａで示す副走査方向に移動され、イメー
ジセンサ４の主走査方向の１ライン分の画像読取りが原
稿１の副走査方向の全域につき順次に行えるようにす
る。

【００５０】またプラテンガラス２１の原稿画像の読取
り開始位置の直ぐ外の部分に、白基準像６を設け、白シ
ェーディング補正のための白基準データを得るようにし
てある。

【００５１】次に回路系の構成について説明する。図１
に示すように、イメージセンサ４を駆動するイメージセ
ンサ駆動回路１０１、光源２を点滅させる同期形光源駆
動回路１１５を、中央処理装置１１４により制御するよ
うになっている。

【００５２】イメージセンサ４の出力は、Ａ／Ｄ変換器
１０２を介しマルチプレクサ１０３に入力される。この
マルチプレクサ１０３は、画像読取りデータＤｆを残像
補正用のファーストイン・ファーストアウトメモリ１１
９（以下ＦＩＦＯメモリ１１９と言う）に入力させると
ともに、黒基準データ作成用の第２の減算器１１０にも
入力させるが、中央処理装置１１４からの残像処理信号
ＡＦＧ、白シェーディング信号ＷＨＴ、黒シェーディン
グ信号ＢＬＫを受け、この信号に対応する残像メモリ１
１６、白基準メモリ１０４、黒基準メモリ１０５にイメ
ージセンサ４の出力を適宜振り分けて入力し、残像処
理、白シェーディング補正、黒シェーディング補正が行
われるようにする。

【００５３】なお、ＦＩＦＯメモリ１１９はイメージセ
ンサ４からの複数ラインの画像データを受けて、これを
ファーストイン・ファーストアウト方式にて取扱い、各
ラインごとの画像データを出力できるようするものであ
る。

【００５４】また残像メモリ１１６には残像処理信号Ａ
ＦＧをインバータ１１７によって反転したＲ／Ｗ信号が
入力され、残像メモリ１１６にイメージセンサ４からの
出力が入力されるとき、これの書込みができるようにす
る。

【００５５】同様に白基準メモリ１０４には、白シェー
ディング信号ＷＨＴをインバータ１０７により反転した
Ｒ／Ｗ信号が入力され、白基準メモリ１０４にイメージ
センサ４からの出力が入力されるとき、これの書込みが
できるようにされる。

【００５６】黒基準メモリ１０５にも、黒シェーディン
グ信号ＢＬＫをインバータ１０８により反転したＲ／Ｗ
信号が入力され、黒基準メモリ１０５に画像データＤｆ
が入力されるとき、これの書込みができるようにする。

【００５７】また、白基準メモリ１０４からの白基準デ
ータＤｗは黒基準メモリ１０５からの黒基準データＤｂ
とともに第１の減算器１０９に入力されて、（Ｄｗ−Ｄ
ｂ）が演算され、黒基準メモリ１０５からの黒基準デー
タＤｂは前記画像データＤｆとともに第２の減算器１１
０に入力されて、（Ｄｆ−Ｄｂ）が演算されるようにす
る。

【００５８】さらに残像メモリ１１６からの残像データ
Ｄｍは、黒基準データＤｂとともに第３の減算器１１８
に入力されて、（Ｄｍ−Ｄｂ）を演算されるようにす
る。

【００５９】第３の減算器１１８からの残像データＤ
ｍ′は、ＦＩＦＯメモリ１１９からの前ラインの画像デ
ータＤ_n-1 とともに第２の演算器１２０に入力され、残
像成分Ｄａが演算されるようにする。この演算式は、 Ｄａ＝（Ｄｍ−Ｄｂ）×（Ｄ_n-1 ／Ｄｂ） である。

【００６０】第２の演算器１２０からの残像成分Ｄａ
は、第２の減算器１１０からの黒シェーディング補正デ
ータ（Ｄｆ−Ｄｂ）とともに第４の減算器１２１に入力
され、この黒シェーディング補正データ（Ｄｆ−Ｄｂ）
から残像成分Ｄａを差し引く。

【００６１】この第４の減算器１２１からの出力は、第
１の減算器１０９からの白シェーディング補正データ
（Ｄｆ−Ｄｂ）とともに演算器１１１に入力され、白、
黒シェーディング補正と、残像補正が行われた後の補正
化画像データＤｒを得る。

【００６２】ここでの演算式は、 Ｄｒ＝２５５×｛（Ｄｆ−Ｄｂ）−Ｄａ｝／（Ｄｗ−Ｄｂ） である。

【００６３】以下図１〜図３を参照して画像読取り動作
について説明する。まず中央処理装置１１４はキャリッ
ジ５をモータ駆動回路１１２により待機位置へ移動させ
る。

【００６４】またイメージセンサ駆動回路１０１および
同期形光源駆動回路１１５を起動し、イメージセンサ駆
動回路１０１により図３に示す走査クロック信号ＶＣＬ
Ｋおよび走査クロック信号ＶＣＬＫを与えて駆動すると
ともに、光源２を点灯して原稿１を照明する。

【００６５】原稿１からの反射光は、レンズ３により集
光され、イメージセンサ４の受光部に導かれる。

【００６６】イメージセンサ４の受光部には、原稿１の
主走査方向に１ライン分ｍ個の受光素子Ｖｒ１、……が
配列されており、各受光素子Ｖｒ１、……は光源２によ
り照明された原稿１のそれぞれの各画素からの反射光に
比例した電圧としての画像信号が走査開始信号ＨＳＹＮ
Ｃの間蓄積される。

【００６７】蓄積された１ライン分の画像信号は次の走
査開始信号ＨＳＹＮＣにより図３に示すようにＣＣＤシ
フトレジスタに転送され、走査クロック信号ＶＣＬＫに
同期して画素の並び順で、図３に示す出力画素列のよう
に順次出力される。この出力に対応するＣＣＤ出力電圧
も図３に示してある。

【００６８】イメージセンサ４により読み取られた１ラ
イン分の画像データは、Ａ／Ｄ変換器１０２により量子
化された画像データに変換され、以降の処理はディジタ
ル演算で行われる。

【００６９】ここで中央処理装置１１４はキャリッジ５
をモータ駆動回路１１２により白基準像６の位置に移動
させる。

【００７０】白基準像６は原稿１の最大反射率に対応す
る材質で形成されていることにより、この白基準像６を
読み取ったときの読取り画像データは原稿１の画像をイ
メージセンサ４により読み取るときの画像データＤｆの
最大基準値となる。

【００７１】次に中央処理装置１１４は、白シェーディ
ング信号ＷＨＴを“ハイ”とし、白シェーディング補正
の予備処理を開始する。

【００７２】白シェーディング信号ＷＨＴが“ハイ”に
なるとマルチプレクサ１０３は、このときのイメージセ
ンサ４の出力を、白シェーディング補正のための白基準
データＤｗとして白基準メモリ１０４に書込みデータと
して与える。同時に白基準メモリ１０４はインバータ１
０７によってＲ／Ｗ信号が“ロー”となっていることに
より、アドレスカウンタ１０６のアドレスに従って白基
準像６の１ライン分の読取り画像データを白基準データ
Ｄｗとして書込み、原稿読取りデータの最大基準値とし
て記憶する。

【００７３】アドレスカウンタ１０６は、１ライン分ご
とにイメージセンサ駆動回路１０１から出力される走査
開始信号ＨＳＹＮＣによりリセットされ、走査クロック
信号ＶＣＬＫにより１ずつカウントアップされる。これ
によって、白基準メモリ１０４、黒基準メモリ１０５お
よび残像メモリ１１６に対する読み出し、書込み時にイ
メージセンサ４が読取り画像データを出力する各画素の
主走査方向位置に対応したアドレスを生成する。

【００７４】白シェーディング補正処理が終了すると、
中央処理装置１１４は白シェーディング信号ＷＨＴを
“ロー”に戻し、同期形光源駆動回路１１５の点灯信号
を“ロー”にして光源２を消灯させ、残像処理を開始す
る。

【００７５】同期形光源駆動回路１１５は、次の走査開
始信号ＨＳＹＮＣに同期して光源を消灯するため、次ラ
インの画像読取りではイメージセンサ４の各受光素子Ｖ
ｒ１、……への入射光は断たれ、次の走査開始信号ＨＳ
ＹＮＣの後での読取り画像データは、最大残像成分と暗
時電圧を含んだ最大残像データＤｍとなる。

【００７６】この後中央処理装置１１４は、残像処理信
号ＡＦＧを“ハイ”として、マルチプレクサ１０３によ
り前記最大残像データＤｍを残像メモリ１１６の書込み
データとして与える。

【００７７】同時に残像メモリ１１６は、インバータ１
１７によってＲ／Ｗ信号が“ロー”となることにより、
アドレスカウンタ１０６のアドレスに従って最大残像デ
ータＤｍの書込みを行う。書込みが終了した後に残像処
理信号ＡＦＧを“ロー”として残像処理を終了する。

【００７８】次に中央処理装置１１４は黒シェーディン
グ信号ＢＬＫを“ハイ”にすることで黒シェーディング
補正処理を開始する。

【００７９】このときマルチプレクサ１０３により、光
源２を消灯したイメージセンサ４への入射光を断った状
態での１ライン分の読取り画像データを黒基準メモリ１
０５の書込みデータとして与え、同時に黒基準メモリ１
０５はインバータ１０８によってＲ／Ｗ信号が“ロー”
となっていることにより、アドレスカウンタ１０６のア
ドレスに従って書込みを行い、黒基準データＤｂとして
記憶される。

【００８０】光源２が消灯した後十分時間が経過してい
るため、イメージセンサ４の画像信号はほとんどが暗時
電圧である。この処理が終了すると、黒シェーディング
信号ＢＬＫは“ロー”に戻され黒シェーディング補正の
予備処理を終了する。

【００８１】この黒基準データＤｂは画像データの最大
黒レベルを示すデータであり、原稿１の読取り画像デー
タの基準最高濃度レベルとなる。本実施例の方式では黒
基準データＤｂを得るために、キャリッジ５を図２に示
す黒基準像７の位置に移動させてこれの読取りを行う動
作が不要であり、処理が簡易にかつ迅速に達成される。
しかし本発明の本質的な特徴からは、黒基準像を利用し
て黒基準データＤｂを得るようにして差し支えはない。

【００８２】ここで中央処理装置１１４は、同期形光源
駆動回路１１５を制御して光源２を再び点灯させ、白シ
ェーディング信号ＷＨＴ、残像処理信号ＡＦＧおよび黒
シェーディング信号ＢＬＫを共に“ロー”とし、キャリ
ッジ５をモータ駆動回路１１２により原稿１の先端位置
へ移動させて原稿１のイメージセンサ４による画像デー
タＤｆの読み出しを開始する。

【００８３】このとき、白基準メモリ１０４、残像メモ
リ１１６および黒基準メモリ１０５は、インバータ１０
７、１１７、１０８により走査開始信号ＨＳＹＮＣ、走
査クロック信号ＶＣＬＫおよび残像処理信号ＡＦＧが
“ロー”に反転していることにより、いずれも読み出し
状態になり、アドレスカウンタ１０６の出力アドレスに
従って、原稿１の現読取り各画素に対応した白基準デー
タＤｗ、最大残像データＤｍおよび黒基準データＤｂを
出力する。

【００８４】これより、読み取られる原稿１の画像デー
タＤｆに対する補正演算処理について説明する。

【００８５】原稿１のイメージセンサ４による１ライン
分の画像データＤｆは、マルチプレクサ１０３により第
２の減算器１１０に入力されるとともに、ＦＩＦＯメモ
リ１１９に順次書き込まれ、第２の減算器１１０にて、
画像データＤｆから黒基準データＤｂを差し引いたデー
タ（Ｄｆ−Ｄｂ）を得る。

【００８６】また第１の減算器１０９により、白基準デ
ータＤｗより黒基準データＤｂを差し引いたデータ（Ｄ
ｗ−Ｄｂ）が得られる。

【００８７】さらに、残像メモリ１１６に記憶された最
大残像データＤｍは、白基準メモリ１０４等と同様に原
稿１のイメージセンサ４による読取り画像データの各画
素位置に対応して読み出され、第３の減算器１１８によ
り、最大残像データＤｍに含まれる暗出力分Ｄｂが差し
引かれた実際の最大残像成分Ｄｍ′＝（Ｄｍ−Ｄｂ）を
得る。

【００８８】ＦＩＦＯメモリ１１９は書き込まれた順番
に従って、順次前ライン画像データＤ_n-1 を第２の減算
器１２０へ入力し、画像データＤｆに含まれる真の残像
成分Ｄａを求める。このときの演算式は、 Ｄａ＝（Ｄｍ−Ｄｂ）×（Ｄ_n-1 ／Ｄｂ） である。

【００８９】これは、読み出し画像データＤｆに含まれ
る残像成分は白基準データＤｗに対しての前ラインの画
像データＤ_n-1 の大小に比例することによる。

【００９０】さらに原稿１の画像データＤｆより暗出力
を差し引いた（Ｄｆ−Ｄｂ）に対し、さらに真の残像成
分Ｄａを第４の減算器１２１により差し引き、結果とし
て ｛（Ｄｆ−Ｄｂ）−（Ｄｍ−Ｄｂ）×（Ｄ_n-1 ／Ｄｂ）｝ を得る。

【００９１】この演算結果と先に計算した（Ｄｗ−Ｄ
ｂ）は第１の演算器１１１に入力される。

【００９２】この第１の演算器１１１では、 Ｄｒ＝２５５×｛（Ｄｆ−Ｄｂ）−Ｄａ｝／（Ｄｗ−Ｄｂ） の演算が行われる結果、第１の演算器１１１の出力にて
白・黒シェーディング補正と残像補正が行われた後の補
正化画像データＤｆを得ることができる。

【００９３】以上説明したように、原稿１の各１ライン
分の画像データＤｆに対して、走査開始信号ＨＳＹＮＣ
および走査クロック信号ＶＣＬＫに同期して白・黒シェ
ーディング補正および残像処理を施すことにより読取り
精度の他界補正画像データＤｒを得ることができる。

【００９４】次に上記のような画像の読取りにおける実
際の画像データの例について図４〜図８を参照しながら
説明する。

【００９５】図４には、白基準像６を読み取った白基準
データＤｗと、光源２を消灯した直後の最大残像データ
Ｄｍ、消灯後暫時経過した後の黒基準データＤｂを１ラ
イン分に亘って図示している。

【００９６】最大残像データＤｍは白基準像６を読み取
った後の残像であり、残像の最大レベルを示すもので、
画像データの残像成分Ｄａを見積もる基準となる。

【００９７】また最大残像データＤｍには、イメージセ
ンサ４の暗時電圧である黒基準データＤｂも含んでいる
から、実際の最大残像データＤｍ′は上記のように、 Ｄｍ′＝（Ｄｍ−Ｄｂ） となる。

【００９８】そして画像データに含まれる真の残像成分
Ｄａは、図５に示すように前ラインの画像データＤ_n-1
に比例するとして、Ｄａ＝（Ｄｍ−Ｄｂ）×（Ｄ_n-1 ／
Ｄｂ）となり、最大残像データＤｍと前ライン画像デー
タＤ_n-1 より第２の演算器１２０により求められる。

【００９９】さらに、図６に示すように現在読取り中の
原稿１の画像データＤｆ′（残像を含む）から、算出し
た真の残像成分Ｄａを差し引くことにより真の画像デー
タＤｆ（残像含まず）が算出できる。Ｄｆ＝Ｄｆ′−Ｄ
ａとすれば、従来例と同じように以下に説明するシェー
ディング演算を行うことができる。

【０１００】図７では、残像補正を行った後の原稿１の
１ライン分の読取り画像データＤｆとそれに対応する白
基準データＤｗと、黒基準データＤｂを示している。

【０１０１】今、イメージセンサ４の受光素子Ｖｒ１に
対応する黒基準データＤｂが１０であり、隣の受光素子
Ｖｒ２に対応する黒基準データＤｂが５であったとする
（画像データは８ビットデータにて取扱う関係上、デー
タの値の範囲は０〜２２５である。）。

【０１０２】また白基準データＤｗについては、受光素
子Ｖｒ１、Ｖｒ２に対応するデータがそれぞれ２３０、
２２５であったとする。

【０１０３】次に原稿１の読取りを行った場合、まず受
光素子Ｖｒ１の画像データＤｆが出力される。今、画像
データＤｆが１４０であったとすると、このとき受光素
子Ｖｒ１に対応して記憶されている黒基準データＤｂ＝
１０および白基準データＤｗ＝２３０が、白基準メモリ
１０４および黒基準メモリ１０５よりそれぞれ出力さ
れ、第１、第２の減算器１０９および１１０にて演算が
行われ、データ（Ｄｗ−Ｄｂ）として値２２０と、デー
タ（Ｄｆ−Ｄｂ）として値１３０とがそれぞれ出力され
る。

【０１０４】一方、第２の演算器１２０では、ＦＩＦＯ
メモリ１１９からの前ラインの画像データＤ_n-1 として
出力値１７０と第３の減算器１１８からの残像データＤ
ｍとしての出力値３０とによって、真の残像成分Ｄａの
値１５が出力される。これら２つのデータから減算器１
２１ではデータ｛（Ｄｆ−Ｄｂ）−Ｄａ｝としての値１
１５が出力される。

【０１０５】そしてこの｛（Ｄｆ−Ｄｂ）−Ｄａ｝の値
１１５と、前記第１の減算器１０９からの（Ｄｗ−Ｄ
ｄ）の値２２０との２つの値は演算器１１１に入力さ
れ、これらに対応したＤｒ＝２５５×｛（Ｄｆ−Ｄｂ）
−Ｄａ｝／（Ｄｗ−Ｄｂ）の値１３３が補正された正規
化画像データとして出力される。

【０１０６】これと同様の演算がイメージセンサ４の各
受光素子ごとに順次行われ、受光素子Ｖｒ２の場合も同
様に、画像データＤｆの値が１８０だから、（Ｄｆ−Ｄ
ｂ）の値として１７５が、（Ｄｗ−Ｄｂ）の値として２
２０が、また、Ｄｍ＝２０、Ｄ_n-1 に対応したＤａ＝１
１に対応した｛（Ｄｆ−Ｄｂ）−Ｄａ｝の値が１６４と
してそれぞれ出力され、補正された正規化画像データＤ
ｒとしての値１９０が出力される。

【０１０７】その結果として、図８に示す白基準データ
Ｄｗのレベルを２５５として正規化された補正画像デー
タＤｒを得ることができる。

【０１０８】こうして１ライン分の画像データを読取る
都度、キャリッジ５をモータ駆動回路１１２により原稿
１の画像データを２次元的に読取りを行うことができ
る。ここで第１の演算器１１１として、書込み可能なラ
ンダムアクセスメモリＰ−ＲＯＭを用いて上位アドレス
にデータ｛（Ｄｆ−Ｄｂ）−Ｄａ｝を入力し、下位アド
レスにデータ（Ｄｗ−Ｄｂ）を入力して、これらの入力
アドレス信号に対応した演算結果を予めＲＯＭにプログ
ラムしておく、ルックアップテーブル方式を用いて実現
することができる。

【０１０９】

【発明の効果】本発明によれば、前ラインの各画素の画
像データと、残像メモリに記憶された対応する画素の残
像データを演算することにより現読取り画像データの残
像成分を演算により得て、現読取り画像データを残像成
分により補正し、読取り画像データの残像による悪影響
を抑制するので、画像の読取り精度を向上することがで
きる。

【０１１０】この場合、白基準データと黒基準データと
により、現読取り画像データの正規化を行うシェーディ
ング補正演算とともに、前記残像成分による補正を行う
と、白・黒シェーディング補正に加え、読取り画像デー
タの残像による悪影響をも抑制し、画像を高精度に読取
ることができる。

【０１１１】白基準データを、光源を点灯して白基準像
をイメージセンサにより読み取ったデータとすることに
より画像読取りデータの最大値が得られるので前記補正
に有利であるし、黒基準データを、光源が消灯している
ときのイメージセンサの暗出力データとすると、黒基準
データのための特別な黒基準像やこれを読取る動作が不
要になるので、前記補正処理を簡易にかつ迅速に行うこ
とができる。

【０１１２】残像データＤａは、定数をＫ１、光源点灯
状態で白基準像をイメージセンサで読取って後光源を消
灯した直後の最大残像データＤｍ、白基準データをＤ
ｗ、黒基準データをＤｂ、ラインメモリにおける前ライ
ンの対応する画素の画像データをＤ_n-1 として、下式の
演算により適正に得られる。

【０１１３】 Ｄａ＝Ｋ１×（Ｄｍ−Ｄｂ）×（Ｄｗ−Ｄｂ） また補正手段からの出力データＤｒは、定数をＫ２、白
基準データをＤｗ、暗時出力データをＤｂ、残像データ
をＤａとして、下式の演算により適正に得られる。

【０１１４】 Ｄｒ＝Ｋ２×（Ｄｆ−Ｄｂ−Ｄａ）／（Ｄｗ−Ｄｂ） さらにラインメモリとしてはファーストイン・ファース
トアウト形のメモリを用いることにより前記各補正動作
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された一実施例としての画像読取
り装置の回路系ブロック図である。

【図２】図１の装置の構成系の概略構成図である。

【図３】図１の装置の画像読取り動作を示すタイミング
チャートである。

【図４】白基準データＤｗ、黒基準データＤｂ、残像デ
ータＤｍの対応を示すグラフである。

【図５】白基準データＤｗ、前ライン画像データ
Ｄ_n-1 、補正残像データＤｍ−Ｄｂ、真の残像データＤ
ａの対応を示すグラフである。

【図６】白基準データＤｗ、真の残像データＤａ、残像
を含む画像データＤｆ′、残像を含まない画像データＤ
ｆの対応を示すグラフである。

【図７】白基準データＤｗ、黒基準データＤｂ、残像を
含まない画像データＤｆの対応を示すグラフ。

【図８】補正画像データＤｒ、正規化された白基準デー
タＤｗ′の対応を示すグラフである。

【図９】従来の画像読取り装置の回路系を示すブロック
図である。

【図１０】図９の回路系による画像読取り時の白基準デ
ータＤｗ、黒基準データＤｂ、画像データＤｆの対応を
示すグラフである。

【図１１】白・黒シェーディング補正による正規化され
た画像データＤｒ、正規化された白基準データＤｗ′の
対応を示すグラフである。

【図１２】白基準データＤｗ、残像データＤａ、前ライ
ン画像データＤ_n-1 、残像を含む画像データＤｆ′の対
応を示すグラフである。

【図１３】残像を含まない補正画像データＤｒ、残像を
含む補正画像データＤｒ′、正規化処理後の残像成分の
対応を示すグラフである。

【図１４】蓄積形イメージセンサでの残像の発生原理の
説明図である。

【図１５】イメージセンサの電荷転送動作の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 原稿 ２ 光源 ３ レンズ ４ イメージセンサ ５ キャリッジ ６ 白基準像 １１ 駆動ワイヤ １２ モータ １０１ イメージセンサ駆動回路 １０２ Ａ／Ｄ変換器 １０３ マルチプレクサ １０４ 白基準メモリ １０５ 黒基準メモリ １０６ アドレスカウンタ １０７、１０８、１１７ インバータ １０９ 第１の減算器 １１０ 第２の減算器 １１１ シェーディング演算器 １１２ モータ駆動回路 １１４ 中央処理装置 １１５ 同期形光源駆動回路 １１６ 残像メモリ １１９ ＦＩＦＯメモリ １２０ 残像演算器 １２１ 第３の減算器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源により照明される原稿の画像を、主
   走査方向に読取る一次元のイメージセンサにより、原稿
   とイメージセンサとの主走査方向に直角な副走査方向の
   相対移動を伴い１ラインずつ順次読取る画像読取り装置
   において、 イメージセンサによる複数ライン分の読取り画像データ
   を記憶し各ラインごとに読み出せるラインメモリと、イ
   メージセンサの蓄積時間に同期して光源が点滅されるこ
   とにより得られるイメージセンサの残像データを記憶し
   ておく残像メモリと、ラインメモリから読み出された前
   ラインの画像データと残像データとにより残像成分を演
   算して得る残像演算手段と、この残像成分により現読取
   り画像データを補正をする補正手段とを備えたことを特
   徴とする画像読取り装置。
2. 【請求項２】 イメージセンサにて原稿の画像読取り前
   に検出する画像読取り光学系の白色読取り特性を示す白
   基準データを記憶しておく白基準メモリと、黒色読取り
   特性を示す黒基準データを記憶しておく黒基準メモリと
   を備え、補正手段はこれら白基準メモリおよび黒基準メ
   モリに記憶された白基準データおよび黒基準データによ
   り、原稿の現読取り画像データをシェーディング補正す
   るのに併せ、残像成分による補正を行う請求項１に記載
   の画像読取り装置。
3. 【請求項３】 白基準データは、光源を点灯して白基準
   像をイメージセンサにより読み取ったデータ、黒基準デ
   ータは光源が消灯しているときのイメージセンサの暗出
   力データである請求項２に記載の画像読取り装置。
4. 【請求項４】 残像データＤａは、定数をＫ１、光源点
   灯状態で白基準像をイメージセンサで読取って後光源を
   消灯した直後の最大残像データＤｍ、白基準データをＤ
   ｗ、黒基準データをＤｂ、ラインメモリの前ラインの対
   応する画素の画像データをＤ_n-1 として、下式により算
   出する請求項３に記載の画像読取り装置。 Ｄａ＝Ｋ１×（Ｄｍ−Ｄｂ）×（Ｄｗ−Ｄｂ）
5. 【請求項５】 補正手段からの出力データＤｒは、定数
   をＫ２、白基準データをＤｗ、暗時出力データをＤｂ、
   残像データをＤａとして、下式の演算により算出する請
   求項２に記載の画像形成装置。 Ｄｒ＝Ｋ２×（Ｄｆ−Ｄｂ−Ｄａ）／（Ｄｗ−Ｄｂ）
6. 【請求項６】 ラインメモリにファーストイン・ファー
   ストアウト形のメモリを用いた請求項１〜５のいずれか
   に記載の画像読取り装置。