JPH0690357A - イメージ・リーダー用のカラー補償装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 文書の走査に必要な全期間にわたり安定であ
る、イメージ・リーダー用のカラー補償装置を提供す
る。 【構成】 イメージを点読取り装置へ送る光スキャナが
設けられる。文書のイメージの行上で読取られた点に応
答してアナログ信号を生成する。増幅器３２が、読取ら
れた信号をイメージ・プロセッサ３６に対して突合せ
る。増幅器の利得が、基準カラー信号に従って生じる制
御回路４４により制御される。この基準カラー信号は、
新しい文書の読取りに先立ち生成されて、新しい文書の
読取りの間制御回路４４に対して反復的に与えられる。
これにより、文書の読取りの中光学系の特性が変化して
も、増幅器の利得が不変に維持される。

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・リーダー用
のカラー補償装置に関し、特に、基準色、例えば白に関
するスキャナの光学式読取りシステムの特性における変
化を補償する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】米国特許第４，６４６，９６１号に記載
される形式の公知のスキャナにおいては、ＣＣＤ（電荷
結合デバイス）センサのグループが、光イメージ信号を
対応するアナログ電気信号に変換する。特殊なミラーか
らなる光学系が、各センサが通常ピクセルと呼ばれる非
常に小さな面積のイメージに当てられるように、読取ら
れるべき文書の光イメージをＣＣＤセンサ上に集束させ
る。一般に、このセンサは、読取られるべき文書の運動
を横切るように配置される１つの行内に整列される。

【０００３】ＣＣＤセンサにより生成されるアナログ信
号は、読取られたイメージと対応しており、イメージ増
幅器によって増幅される。この増幅された電圧は、以降
の処理操作のためビデオ・イメージ・プロセッサ回路へ
与えられる。

【０００４】ＣＣＤセンサの感度の公差および光学系の
分散特性に従って、各走査操作に先立ち読取り装置の全
体的応答を補正することが必要である。

【０００５】公知の装置においては、例えば、イタリア
国特許第１，１８３，８１６号に記載される装置におい
ては、この補正は白のフィールド、例えば文書の読取り
区間の進行を横切るように置かれた白色のストリップで
構成される色基準の、ある読取り数を考察することによ
り行われる。

【０００６】白のフィールドに応答してＣＣＤセンサに
より生成される電圧のピーク値は、このピーク値が適宜
増幅されフィルタされるのであるが、徐々にコンデンサ
を最大の電圧値に充電する。このコンデンサは、イメー
ジ増幅器をバイアスするための回路に挿入され、そのイ
メージ増幅器の利得が以後の文書走査の全期間中、前記
コンデンサの電圧の関数として調整される。

【０００７】ある場合に読取り位相における文書の走査
が比較的長い期間継続し、また更に数回中断される時、
バイアス・コンデンサは放電され、これによりイメージ
増幅器およびイメージ・プロセッサの応答における変化
を生じさせる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題および課題を解決するた
めの手段】本発明の望ましい実施態様は、文書の走査に
必要な全期間にわたり安定であるカラー補償装置を提供
する。

【０００９】本発明の一実施態様においては、カラーに
対するリーダーの応答を表わす基準信号が、生成され
て、文書の走査に先立ちディジタル形態で格納される。
この信号は、対応する基準信号に対する読取られた各文
書のビデオ信号の増幅と一致するように、ビデオ信号の
増幅器の利得を調整する回路へ繰返して送られる。増幅
は、各文書の走査のため要する全期間にわたり変化しな
いよう維持される。

【００１０】本発明については、以後参照されるべき頭
書の特許請求の範囲において更に正確に規定される。

【００１１】

【実施例】本発明の望ましい実施態様については、例示
として添付図面に関して以下に詳細に記載される。

【００１２】図３において、上面１２に情報を有する文
書１０が、前送ローラ１６により読取りステーション１
４に向けて矢印Ｄの方向に送られる。

【００１３】読取りステーション１４は、矢印Ｄの方向
を横切るように配置された直線状照明要素１８を含む。
この照明要素１８は、ガス放電ランプあるいは１列の発
光ダイオードにより構成することができる。文書１０が
存在しない時、照明要素１８により生じる光ビームＬ
は、以下において示されるように、光信号を増幅するた
めの回路の感度の較正のためのカラー基準として使用さ
れる均一な白色ストリップ２０に当たる。

【００１４】この白色ストリップ２０は、文書１０がそ
の上を摺動する支持面２２上に固定されている。

【００１５】光ビームＬは、ストリップ２０により反射
され、ミラー２３、２４において更に反射した後、対物
レンズ２５を通って最後にセンサ要素２６に当たる。

【００１６】センサ要素２６は、通常は、光に感応する
多数の、例えば略々２７００個の要素からなるＣＣＤ装
置（電荷結合デバイス）により構成されており、この要
素の各々が周知の方法でこれに入射する光を電気信号に
変換する。従って、オリジナル１０が照明要素１８の下
方で支持面２２上を摺動させられる時、装置の各感応要
素が、各走査の過程において、文書１０の基準線の小さ
な部分即ちピクセルを探索して、対応する量の反射光を
ある振幅を持つ電気パルス即ち信号に変換する。ＣＣＤ
装置により検出されるイメージ信号の処理に関する回路
および手順の詳細はそれ自体公知であり、本発明の主題
から外れるため詳細には記載しない。これ以上の情報に
ついては、先に述べたイタリア国特許第１，１８３，８
１６号を参照されたい。

【００１７】周知のように、光学系の不可避的な欠陥が
読取りエラーを生じ、これを補正しなければならない。

【００１８】図１において、ＣＣＤ装置３０により生成
される信号は、増幅回路３２へ送られる。回路３２は、
読取り装置３０により供給される信号を当技術において
周知の方法で処理するイメージ・プロセッサ３６と接続
されている。

【００１９】特に、従来のイメージ・プロセッサは通常
ディジタル信号を取扱い、従って、プロセッサ３６の前
段には、ブロック３６内の破線により示される特に関連
のあるアナログ／ディジタル・コンバータ３５がある。
イメージ・プロセッサ３６は、通常は、２つの電圧閾値
Ｖ_REF+とＶ_REF-との間で動作する。従って、閾値間の全
範囲を十分利用するために、白の面、例えば白のストリ
ップ２０（図３）または文書１０のページの白い背景に
より反射される最大光度によりＣＣＤ装置が付勢される
時、上限閾値Ｖ_REF+と、ＣＣＤ装置により生成される最
大電圧とが一致させられる。

【００２０】図１の回路は更に、それぞれ処理プログラ
ムの管理のため、またデータを保持するため、ランダム
・アクセス・メモリー（ＲＡＭ）３８および電気的にプ
ログラム可能な読出し専用メモリー（ＥＰＲＯＭ）４０
と関連するマイクロプロセッサを含む中央装置４２を含
む。

【００２１】増幅回路３２の出力Ｂは更にピーク値検出
器３７と接続され、これは更にアナログ／ディジタル
（Ａ／Ｄ）・コンバータ３４と接続されている。コンバ
ータ３４は、以下に説明するように、ＣＣＤの読取りの
ピーク値を処理する中央装置４２と接続され、このピー
ク値は、光学系の欠陥の影響を自動的に補正するために
増幅回路３２の利得を制御する回路４４により使用され
る。

【００２２】文書１０を読取りを開始する前に、中央装
置４２は、増幅器３２の利得を較正するように白の基準
ストリップ２０の読取りを指令し、その結果イメージ・
プロセッサ３６がこのプロセッサにより許容される最大
値、即ち閾値Ｖ_REF+と略々等しい値と対応するアナログ
信号を受取る。

【００２３】従って、白色ストリップ２０は、ある回
数、例えば３０回連続的に読取られる。

【００２４】各読取り過程において、ＣＣＤの全ての感
応要素が次々に走査される。回路３２により増幅される
ＣＣＤの出力信号は、ピーク値検出器である回路３７へ
送られる。ＰＩＣ_i（ｉは１から３０まで逓増する級
数）で表わされるピーク信号の３０のアナログ値の各々
は、コンバータ３４によりディジタル形態に変換され、
中央装置４２によりＲＡＭ３８に格納される。例えば、
ピーク値は、ピーク信号の２５６の異なるレベルを表わ
すことができる８ビットの２進数に変換される。

【００２５】色々なＣＣＤ装置の感度の差および光学系
間の異なる効率の故に、白色に対する応答さえも異なる
タイプのイメージ・リーダー間で異なり得る。

【００２６】従って、イメージ・プロセッサ３６の入力
において常に閾値Ｖ_REF+に等しい白と対応する信号を得
るため、中央装置４２は、それ自体の計算装置４３によ
り、逐次の近似化による計算を実行して、以下において
判るように、白色ストリップ２０の読取りにおける値Ｖ
_REF+をイメージ・プロセッサ３６の入力に得るため理論
的な最大基準値を見出す。

【００２７】この目的のため、下式が用いられる。即
ち、 ＰＷ_i＝ＰＷ_i-1＋（Ｖ_REF+）−ＰＩＣ_i 但し、ＰＷ_iは中間の理論的基準値でその最大値はＰＷ
Ｍ＝ＰＷ₃₀であり、Ｖ_{REF +}はプロセッサ３６の上限閾値
のディジタル形態における値であり、ＰＩＣ_iは白色ス
トリップ２０のｉ番目の読取りにおいてＣＣＤにより生
成される信号のピーク値である。初期値ＰＷ₀は、実験
的に確立されてＥＰＲＯＭ４０に恒久的に格納される。

【００２８】中央装置４２は、ＰＷＭと呼ばれるＰＷの
計算値から最も大きなものを選択して、これをＲＡＭメ
モリーに格納する。この信号ＰＷＭは、以下に詳細に説
明するように基準信号として使用され、文書１０を読取
る以後の局面の間、回路３２の利得を一定に保持する。

【００２９】文書１０を読取るこの局面の間、ピーク値
検出器３７が例えばスイッチ３９を開路することにより
使用禁止される。

【００３０】図２は、図１において４４で示される自動
利得制御回路を更に詳細に示している。以降のテキスト
においては、用語「利得」は、増幅回路３２の出力Ｂに
おける電圧と入力Ａにおける電圧間の比を指すものと理
解される。

【００３１】ＣＣＤ３０（図１）により送られる信号
は、可変抵抗電圧分割器Ｒｖと増幅器３３とを含む増幅
回路３２の端子Ａ（図２）へ与えられる。この分割器Ｒ
ｖは、固定抵抗Ｒ４と可変抵抗Ｒ５とにより形成され、
抵抗Ｒ４と接地間に接続されている。

【００３２】抵抗Ｒ４およびＲ５と共通のノード５１
は、例えば演算増幅器である増幅器３３の入力５２と接
続され、従って入力５２は非反転入力である。

【００３３】増幅器３３は、出力Ｂと反転入力５４と接
地間に置かれる２つの抵抗Ｒ６とＲ７間の比に依存する
閉回路利得を有する。

【００３４】限定するものでない望ましい実施態様によ
れば、可変抵抗Ｒ５は電界効果半導体（ＦＥＴ）を内蔵
する装置５６を含む。

【００３５】周知のように、制御電極Ｇ（ゲート）のバ
イアスを変えることにより、電極Ｄ（ドレーン）とＳ
（ソース）間の抵抗Ｒｄｓが変化する。

【００３６】アナログ信号ＰＡに変換されたディジタル
信号ＰＷＭは、装置５６の電極Ｇへ与えられる。

【００３７】この目的のため、メモリーＲＡＭから取出
された信号ＰＷＭは、コンデンサＣ１により接地と直列
に接続された抵抗Ｒ１を含む積分回路６０の入力Ｃへ与
えられる。共通点６２は、それ自体が公知である「電圧
フォロワ」形態の電圧増幅器Ａ１の非反転入力６４と接
続されている。出力６６はＲＣフィルタ６８に接続され
る。フィルタ６８の出力７０では、ディジタル信号ＰＷ
Ｍと対応するアナログ信号ＰＡが見出される。この出力
７０は装置５６の制御電極Ｇに接続されている。明らか
にＤＣ電圧であるアナログ信号ＰＡは、ＦＥＴデバイス
５６をバイアスし、抵抗Ｒ４と接地に対して直列に配置
されたドレーンＤとソースＳ（図２）間に対応する抵抗
を確立するようにする。

【００３８】このように、各走査の過程において生じた
ビデオ信号Ｖは、可変分割器Ｒｖにより、ＲＡＭに格納
されかつ文書１０の読取りを行う前にＣＣＤにより検出
される白のカラー・レベルと対応する信号ＰＷＭの値の
関数として減じられる。

【００３９】フィルタ回路６８は、信号ＰＷＭの積分の
後に存在する残りの高調波周波数を除去する機能を有す
る。

【００４０】従って、回路６０および６８は全体とし
て、ディジタル信号ＰＷＭと関連してディジタル／アナ
ログ・コンバータ回路と見做すことができる。

【００４１】文書１０を読取る局面の間、ＣＣＤ装置
は、クロック回路４１（図１）により生じる走査周波数
Ｆ_S、例えば２００Ｈzで文書１０を行単位に走査する。
基本となるピクセル列の各走査毎に、即ち、時間Ｔｓ＝
１／ｆｓの間隔で、中央装置はＲＡＭ３８から信号ＰＷ
Ｍを取出してこれを回路４４（図１）へ送る。このよう
に、ＣＣＤにより読取られるピクセルの各基本列と対応
するビデオ信号Ｖは、前に検出され、かつ文書１０の読
取りに要する時間にわたりＲＡＭ３８に保持される白の
基準信号の値に従って、同じ程度に増幅されることにな
る。従って、文書１０の各ページが、読取られ、かつ前
記ページの長さおよび読取りのいずれの中断とは独立的
に、図１の回路３６により均一に処理されることが明ら
かである。１ページの読取りの完了と同時に、信号ＰＷ
Ｍが打消され、白の基準レベルの新たな検出と関連する
新しい値ＰＷＭ′で置換されることになる。

【００４２】本発明の範囲から逸脱することなく、スキ
ャナのカラー補償装置における部品を改変しあるいは置
換することが可能なことが理解される。

【００４３】一例として、抵抗Ｒ７の代わりに、装置５
６を増幅器３３のフィードバック回路に挿入することも
できる。このように、信号ＰＷＭは、増幅器３３の応答
に対して間接的に働き、その利得を修正するのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具現したイメージ・リーダー回路を示
すブロック図である。

【図２】本発明を具現したカラー補償装置を示す回路図
である。

【図３】スキャナを示す概略図である。

【符号の説明】

１０ 文書 １２ 文書の上面 １４ 読取りステーション １６ 前送ローラ １８ 線形照明要素 ２０ 白色ストリップ ２２ 支持面 ２３ ミラー ２４ ミラー ２５ 対物レンズ ２６ センサ要素 ３０ ＣＣＤ読取り装置 ３２ 増幅回路 ３３ 増幅器 ３４ アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）・コンバータ ３５ アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）・コンバータ ３６ イメージ・プロセッサ ３７ ピーク値検出器 ３８ ランダム・アクセス・メモリー（ＲＡＭ） ３９ スイッチ ４０ 電気的にプログラム可能な読出し専用メモリー
（ＥＰＲＯＭ） ４１ クロック回路 ４２ 中央装置 ４３ 計算装置 ４４ 自動利得制御回路 ５１ ノード ５２ 入力 ５４ 反転入力 ５６ ＦＥＴデバイス ６０ 積分回路 ６２ 共通点 ６６ 出力 ６８ フィルタ回路 ７０ 出力 Ｒ 抵抗 Ｃ コンデンサ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 文書におけるイメージの行上で読取られ
   た点に応答してアナログ信号を生成することができる点
   読取り装置（２６）に対してイメージを送る光学系（１
   ４）と、増幅回路と接続されたイメージ・プロセッサ
   （３６）に対する信号と一致するように信号を増幅する
   回路（３２）と、一定の基準カラー信号（ＰＷＭ）を生
   成する生成手段と、基準カラー信号の関数として増幅回
   路の利得を制御する利得制御手段（４４）とを含むイメ
   ージ・リーダー用のカラー補償装置において、新しい文
   書の読取りに先立ち基準カラー信号が随時生成されて、
   前記光学系の特性の変化に対して増幅回路の利得を不変
   に維持するため、新しい文書の読取りの間に前記利得制
   御手段（４４）へ反復的に与えられることを特徴とする
   装置。
2. 【請求項２】 前記文書の点の後続の基準行の読取り毎
   に、前記基準カラー信号が前記利得制御手段へ与えられ
   ることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 前記生成手段が、ピーク値検出器（３
   ７）と、文書の読取りに先立ち随時行われる基準カラー
   ・イメージ（２０）の反復的な読取りに応答して、逐次
   的な近似により基準カラー信号を定義する計算装置（４
   ２、４３）とを含むことを特徴とする請求項１または２
   に記載の装置。
4. 【請求項４】 前記利得制御手段（４４）が、基準カラ
   ー信号の関数として前記読取り装置により生じる信号を
   修正することができる可変電圧分割器（Ｒ４、Ｒ５）を
   含むことを特徴とする請求項１または２または３に記載
   の装置。
5. 【請求項５】 前記可変電圧分割器が、基準カラー信号
   の関数としてそれ自体の抵抗値を変化させることができ
   る半導体素子（５６）を含むことを特徴とする請求項４
   記載の装置。
6. 【請求項６】 前記増幅回路（３２）が演算増幅器（３
   ３）を含み、前記電圧分割器が、前記読取り装置と接続
   された第１の端部と、前記演算増幅器（３３）の入力に
   接続された第２の端部とを有する固定抵抗（２４）と、
   前記第２の端部と接地との間に接続された可変抵抗（Ｒ
   ５）とを含み、該可変抵抗の抵抗値が基準カラー信号に
   より条件付けされることを特徴とする請求項４記載の装
   置。
7. 【請求項７】 前記可変抵抗が、制御電極に与えられる
   基準カラー信号によりバイアスされる半導体素子（５
   ６）であることを特徴とする請求項６記載の装置。
8. 【請求項８】 前記基準カラー信号が、文書の読取りに
   要する時間にわたりメモリー（３８）に保持される２進
   数であることを特徴とする請求項５または７に記載の装
   置。
9. 【請求項９】 前記利得制御手段（４４）が、前記２進
   数を前記半導体素子の制御のためのアナログ信号へ変換
   することができる積分回路（６０）を含むことを特徴と
   する請求項８記載の装置。
10. 【請求項１０】 前記可変電圧分割器が前記増幅回路
    （３３）の入力に接続されていることを特徴とする請求
    項４記載の装置。
11. 【請求項１１】 前記電圧電圧分割器が、前記増幅回路
    （３３）のフィードバック・ネットワーク（Ｒ６、Ｒ
    ７）を構成することを特徴とする請求項４記載の装置。