JPH07303178A - 画像読み取り方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】読み取られる画像から確実に光量むらをなくす
画像読み取り方法及び装置を提供する。 【構成】読み取り開始に先立って、電源投入の直後にフ
ォトセンサ（７）と接続された光量周期測定回路（８）
で光源（２ａ，２ｂ）の光量変化の周期を検知する。そ
して検知された光量変化の周期に同期した光蓄積時間
を、蓄積時間制御回路（９）からＣＣＤイメージセンサ
（３）に設定しておく。その結果、ＣＣＤイメージセン
サ（３）で読み取られた画像信号を再生した画像から
は、光源（２ａ，２ｂ）の光量変化に起因する光量むら
が確実に除去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばイメージスキ
ャナ、ファクシミリ、複写機などで使用される光源の周
期的光量変動を補正するようにした画像読み取り方法、
及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】イメージスキャナ、ファクシミリ、複写
機などで、原稿に記録された画像をＣＣＤイメージセン
サ等で読み取って電気信号として出力する画像読み取り
装置が使用されている。ＣＣＤイメージセンサは、光
源、例えば蛍光灯により照し出された原稿の画像光を一
定時間蓄積して、電気信号に変換するものであって、変
換された電気信号によって、その後に所定の記録媒体、
例えば紙などの上に画像が再現される。この画像読み取
り装置では、一般に原稿の読み取り速度によってその能
力が評価されるだけでなく、元の原稿の画像をどの程度
まで忠実に再現できるか否かによっても、その能力は評
価される。たとえば、原稿を照す蛍光灯の光量は、その
電源電圧の周期的な変動に対応して変化するが、かりに
光量変化の周期に対して高速で読み取りが行なわれるこ
とになれば、再現される画像には斑（光量むら）ができ
る。再生画像から光量むらを除去するために、従来か
ら、画像読み取り装置の光源はインバータのような光量
安定化制御装置を接続して使用される。

【０００３】この光量安定化制御装置は、画像光の光量
変動を制御して、変換される電気信号から光量むらを除
去するものである。たとえば、１００ボルト／６０ヘル
ツ（Ｈｚ）のＡＣ電源を全波整流して蛍光灯に接続する
と、１／１２０秒ごとに電流値が零になるから光の強度
は同期して増減する。しかし、光量安定化制御により電
源周波数を高くすることによって、原稿からの画像光の
光量も、より短い周期で変動する。したがって、ＣＣＤ
イメージセンサがこの光量変動の周期よりある程度の長
い時間だけ画像光を蓄えてから、電気信号に変換するも
のであれば、このセンサによる画像のスキャン毎の光量
はほぼ同一になる。このような装置を使用すれば変換さ
れた電気信号に対する光量変動の影響が除去でき、再生
画像から光量むらはなくなる。こうした光量安定化制御
は、例えばインバータ回路などによって光源の点灯周波
数を切換えることで実現できる。

【０００４】ところで、従来の画像読み取り装置では光
源の点灯周波数は、変換された電気信号の階調再現性に
応じて決められており、画像の読み取り速度とは独立し
て設定されていた。点灯周期より短い周期でセンサがス
キャンする場合であっても、画像情報を８ビットの電気
信号に変換するセンサであって、スキャンされた画像か
らの光量変化の割合が０．４％（＝１／２５６）程度の
範囲であれば、再生画像には影響しないからである。ま
た、それ以上に光量が変化するときには、例えば読み取
り速度が６ｍｓｅｃの場合には、光量安定化制御によっ
て２１．３ｋＨｚ（＝２５６ｘ（１／２）ｘ（１／(６
ｘ１０^-3)））まで点灯周波数を高くすることにより、
変換される電気信号から光量むらを除去できる。このよ
うに、一般には画像読み取り装置のイメージセンサの読
み取り速度に応じて、原稿に入射する光の強度は設定さ
れる。そして、電源電圧を高くして光量を増加させると
ともに、光源の点灯周波数も高く制御して、変換された
電気信号に光量むらが生じないようにしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の画像
読み取り方法では、光量変動を小さくし、その変動周期
を相対的に短くして、画像の光量むらを除去しようとす
るから、インバータのような高価な光量安定化制御装置
を必要とする。しかも、イメージセンサの読み取り速度
に応じてさらに光量変動を小さくし、周期を短くする必
要があるから、一層高価な装置を用いなくてはならな
い。

【０００６】また、これまでの光量の安定化制御では単
に電源周波数を高くするだけであったから、リプル電圧
のような変動分が残る。安定化制御装置の回路設計によ
り、リプル電圧の変動レベルを小さくすることはできて
も、なお、光源からの光の強度に周期的な不安定性が残
り、結果として、画像の光量むらを完全に取り除くこと
はできないという問題があった。

【０００７】この発明は、上記の問題を解決するために
なされたもので、第一の目的は、読み取られる画像から
確実に光量むらをなくすことができる画像読み取り方法
を提供することである。

【０００８】また、第二の目的は、高価な光量安定化制
御手段を使用することなしに、光量変化の影響を除去で
きる画像読み取り装置を提供することである。

【０００９】更に、第三の目的は、使用される電源や光
源の種類にかかわらず、光源とは独立に設定した読み取
り時間で原稿を読み取ることにより、光量変動の影響を
受けないで画像を読み取ることができる画像読み取り装
置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、周期的変動分を含む光量の光源を使用して、該光源
により照射された原稿から得られる光を光電変換し、該
原稿に記録された画像を読み取る画像読み取り方法にお
いて、前記光源の光量変動の周期に同期させて前記光電
変換における蓄積時間を設定するステップと、この設定
された蓄積時間で光電変換を行なうステップと、を具備
したことを特徴とする。

【００１１】請求項２に記載の発明は、光源から出て原
稿に反射し、あるいは原稿を透過した光を光電変換して
画像を読み取る画像読み取り装置において、前記光源の
光量の変動周期を検知する検知手段と、前記光電変換に
際して光蓄積時間を前記検知された周期によって同期制
御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１２】請求項３のものは、請求項２に記載の画像
読み取り装置において、前記検知手段が、前記反射し、
あるいは透過した光を検出するフォトセンサと、前記フ
ォトセンサにおいて検出された光量の変動周期を測定す
る光量周期測定回路と、を備えたことを特徴とする。

【００１３】請求項４のものは、請求項３に記載の画像
読み取り装置において、前記光量周期測定回路が、フォ
トセンサの出力を積分する積分回路と、積分結果から光
量の変動周期を測定する周期測定回路と、を備えたこと
を特徴とする。

【００１４】請求項５のものは、請求項２に記載の画像
読み取り装置において、前記検知手段が、前記光源の電
源周波数を検出する周波数検出回路と、前記周波数検出
回路の検出結果から光量の変動周期を測定する周期測定
回路と、を備えたことを特徴とする。

【００１５】請求項６のものは、請求項３または４に記
載の画像読み取り装置において、前記フォトセンサが、
画像読み取りのためのイメージセンサの一部分と共用さ
れるものであることを特徴とする。

【００１６】請求項７に記載の発明は、光源から出て原
稿に反射し、あるいは原稿を透過した光を光電変換して
画像を読み取る画像読み取り装置において、手動で光量
の変動周期を設定し得る手動設定回路と、前記光電変換
に際して光蓄積時間を前記設定された周期で行なわせる
制御手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１７】

【作用】請求項１に記載した方法によれば、光電変換に
おける蓄積時間が光源の光量変化の周期と同期するよう
に制御され、光量むらが除去できる。

【００１８】請求項２に記載した装置によれば、光電変
換における蓄積時間が光源の光量変化の周期と同期する
ように制御手段によって制御されるので、簡単な回路構
成にて光量変化の影響を除去することができる。

【００１９】請求項３のものでは、装置の電源投入直
後、あるいは原稿の走査に先立って、光源から原稿に照
射される光の周期的な光量変化をフォトセンサによって
検出し、光源の光量の変動周期を測定して、画像の光電
変換に際して光蓄積時間を同期制御するようにしてい
る。

【００２０】請求項４のものでは、積分回路により光量
の変動周期を測定して、画像の光電変換に際して光蓄積
時間を同期制御するようにしている。

【００２１】請求項５のものでは、予め電源周波数を測
定して、そこに接続される光源の光量の変動周期を測定
し、画像の光電変換に際して光蓄積時間を同期制御する
ようにしている。

【００２２】請求項６のものでは、画像読み取りのため
のイメージセンサの一部分によって照射される光の光量
変化を検出し、光源の光量の変動周期を測定して、画像
の光電変換に際して光蓄積時間を同期制御するようにし
ている。

【００２３】請求項７に記載した装置によれば、ユーザ
が手動で光量の変動周期に応じた読み取り時間を設定し
光蓄積時間を制御できる。

【００２４】

【実施例】以下添付の図面を参照して、本発明の実施例
を説明する。

【００２５】実施例１ 図１ないし図５は、本発明の一実施例の画像読み取り方
法及び装置に関するものであり、図１は請求項１に記載
した方法を説明する図、図２は請求項２ないし４に記載
した装置の一例を示すブロック図、図３は図２の光量周
期測定回路の一例を示すブロック図、図４は図２の蓄積
時間制御回路の一例を示すブロック図、図５は図４の回
路動作を説明するタイミング図である。

【００２６】まず、図１により画像読み取り方法につい
て説明する。原稿を照射している光源の電源電圧が、同
図の（ａ）に示すように交流で１００Ｖ／６０Ｈｚであ
るとする。これによって所定の明るさで光源を点灯する
ために、所定の点灯電圧（同図（ｂ））に変換する。点
灯電圧の周期は、電源電圧と同じ６０Ｈｚでよい。この
光源が原稿を照射する明るさは、電源電圧に同期して変
化するが、電源の交流周波数をｆとしてその電源電圧が
一定であるとすれば、同図（ｃ）に示すように全波整流
によって点灯する光源では１／２ｆの時間毎の光量が一
定（Ｓ１＝Ｓ２＝Ｓ３＝…）となる。したがって、この
光源の光量変動の周期に同期させて、例えばＣＣＤアレ
イセンサなどの光電変換手段における光蓄積時間を設定
する。こうして設定された蓄積時間で光電変換すれば、
読み取り時間が光源の光量変化の周期と同期するように
制御され、読み取られた画像は光量むらのないものとな
る。

【００２７】なお、光電変換手段における蓄積量は、光
量の変動周期（１／２ｆ）に同期していればどの位相で
積分しても同じ値になる。また、蓄積時間は１／２ｆの
整数倍であればその間の光の蓄積量は同一になるから、
光量むらを除去できる。光の変動周期と蓄積時間との位
相が互いに一致していれば、蓄積時間を１／４ｆとする
ことも可能である。

【００２８】次に、上記画像読み取り方法を実施するた
めの装置について、図２に示すブロック図に基づいて説
明する。

【００２９】図２において、１は画像を記録した原稿、
２ａ，２ｂは周期的変動分を含む光量の光源であって、
例えば蛍光灯などが使用できる。３はＣＣＤイメージセ
ンサであって、このイメージセンサ３は原稿１に対して
光源２ａ，２ｂと同じ側に配置され、原稿に反射した画
像光を光電変換して画像を読み取るように構成されてい
る。なお、光源２ａ，２ｂに代えて、原稿１に対してイ
メージセンサ３と反対側に配置された光源４を使用し
て、原稿を透過した画像光を読み取るように構成するこ
とも可能である。

【００３０】５はＡＣ電源であって、点灯回路６を介し
て光源２ａ，２ｂと接続され、光源を所定の電圧まで高
めるとともにその電源周波数で点灯するものである。７
はフォトセンサ、８は光量周期測定回路であり、フォト
センサ７は上記イメージセンサ３と並べて配置され、そ
こに入力する光信号をその強度に応じた電気信号に変換
し、光量周期測定回路８に出力するものである。すなわ
ち、これらフォトセンサ７、光量周期測定回路８は、光
源２ａ，２ｂの光量変化の周期を検知する検知手段を構
成している。なお、光量周期測定回路８の具体的な構成
例は、後述する図３に示されている。

【００３１】９は、上記ＣＣＤイメージセンサ３の光蓄
積時間を制御する蓄積時間制御回路である。この制御回
路９の具体的な構成例は、後述する図４に示されてい
て、また、その回路動作については図５によって説明さ
れる。

【００３２】この画像読み取り装置では、例えば図示し
ない原稿台の上に載置した原稿１を、光源２ａ，２ｂに
より照明して、原稿の所定ラインからの反射光をスリッ
トを介して一列に配置されたＣＣＤイメージセンサ３の
結像面に入力する。このイメージセンサ３では、入力し
た光信号が画像光として所定時間蓄えられて電気信号に
変換され、その電気信号が読み出された直後に、次のラ
インに対応する原稿からの反射光が画像光として入力す
る。こうして原稿に記録された画像は次々に光電変換さ
れ読み取られるが、光源２ａ，２ｂの電圧が変動する
と、図１に示すようにそれに同期してイメージセンサ３
に入力する光量も変動する。そこで、この装置による読
み取り開始に先立って、例えば電源投入の直後に光量周
期測定回路８で検知された光量変化の周期に同期した光
蓄積時間を、蓄積時間制御回路９に設定しておき、この
設定された蓄積時間でＣＣＤイメージセンサを制御して
読み取りを行なう。その結果、ＣＣＤイメージセンサ３
から出力される画像信号を再生した画像から、光量むら
は確実に除去される。

【００３３】ここで、上記イメージセンサ３の光蓄積時
間、即ち読み取り周期ｔは、次のように設定できる。い
ま、ＡＣ電源１の周波数が６０Ｈｚの場合を考えると、
光量の変動周期は、 Ｔ＝１／（２×６０）＝８．３（msec） となるので、読み取り周期ｔは、 ｔ＝ｎ／（２×６０）＝８．３ｎ（msec） ただし、ｎ＝１，２，３・・・ と設定すれば、この６０Ｈｚで点灯する光源２ａ，２ｂ
を使用して、光量むらのない画像を得ることが可能であ
る。

【００３４】図３は、上記光量周期測定回路８の具体的
な構成例を示しいる。上記フォトセンサ７は、積分回路
８１に接続され、さらにこの積分回路８１は、ピーク検
出などによってその積分結果の変動周期を測定する周期
測定回路８２と接続されている。

【００３５】フォトセンサ７で検出した光量信号を積分
すれば、光量変動に対応する電気信号が得られる。この
電気信号をもとにして、周期測定回路８２では電源周波
数が５０Ｈｚなのか６０Ｈｚなのかを判定できる。した
がって装置の電源投入直後、あるいは原稿の走査に先立
って、光源から原稿に照射される光をフォトセンサによ
って検出し、光源の光量の変動周期を測定すれば、画像
の光電変換に際して光蓄積時間を同期制御することがで
きる。

【００３６】図４は、上記蓄積時間制御回路９の具体的
な構成例を示している。この制御回路９はＣＣＤイメー
ジセンサ３の光蓄積時間を制御するものであって、基準
となるクロックを発生するクロック回路９１、クロック
を計数してセンサ３のドライバ回路（図示しない）に蓄
積時間制御パルスを出力するカウンタ回路９２、及びカ
ウント数可変設定回路９３から構成されている。

【００３７】図５は、この蓄積時間制御回路９の動作を
説明するタイミング図である。光電変換手段は、例えば
ここで使用しているＣＣＤイメージセンサ３の場合に
は、並列に入力する複数の画素からの光信号を直列の電
気信号として出力するための基本クロックを有してお
り、入力した画像光の蓄積時間を制御するために、この
種のクロック（図５の（ｂ））が利用できる。カウント
数可変設定回路９３は、光量周期測定回路８で検知され
た光量変動の周期に応じて、カウンタ回路９２に設定さ
れるカウント数を変更できるものであって、図５にはカ
ウント数が「８」に対応するタイミングで作成される蓄
積時間制御パルス（同図（ａ））を示している。

【００３８】実施例２ 図６は、本発明の画像読み取り装置の他の実施例を示し
ている。この実施例は、光量変動の周期が使用する電源
の周波数と同一の周期である場合に、直接にＡＣ電源５
から得られる周波数情報によって光量周期測定回路８を
動作させるようにしたものである。１０は電源周波数を
計数する計数回路であり、実施例１のフォトセンサ７と
同様に光量周期測定回路８と接続される。この計数回路
１０からの計数結果をもとにして、光量周期測定回路８
は電源周波数が５０Ｈｚなのか６０Ｈｚなのかを判定で
きる。したがって装置の電源投入直後、あるいは原稿の
走査に先立って、光源から原稿に照射される光の周期的
な光量変化が検出されるので、光源の光量の変動周期に
同期した光蓄積時間に制御することができる。

【００３９】実施例３ 図７は、本発明の画像読み取り装置のさらに他の実施例
を示している。この実施例は、実施例１のフォトセンサ
７を使用していない点で、上記実施例２と共通するもの
である。しかし、画像読み取りのためのイメージセンサ
３の一部分によって、予め照射される光の光量変化を検
出している点で、これら実施例１、２のいずれとも異な
っている。

【００４０】すなわち、光量周期測定回路８はイメージ
センサ３と直接に接続され、画像の光電変換に先立って
イメージセンサ３には光源２ａ，２ｂから例えば白色の
原稿に反射した画像光を入力する。これによって、予め
光源の光量の変動周期を測定して、画像の光電変換に際
して光蓄積時間を同期制御するようにしている。実施例
２と同様に、この実施例３の装置はフォトセンサを別個
に用意しなくても済むという点で、そのコストを一層安
価なものにできる。

【００４１】実施例４ 図８は、本発明の画像読み取り装置の別の実施例を示し
ている。光源から原稿に反射した画像を光電変換して画
像を読み取る際に、ユーザが手動で光量の変動周期を設
定できるようにしたものである。図８において、手動設
定回路１１は蓄積時間制御回路９と接続されている。そ
こで、例えば光源２ａ，２ｂを点灯するための電源（図
示せず）の周波数が予め６０Ｈｚであると判っている場
合には、その値を手動設定回路１１により設定してお
く。こうすれば、上記制御回路９によって画像の光電変
換に際して光蓄積時間を前記設定された周期によって同
期制御できる。

【００４２】この実施例では、実施例１で使用したフォ
トセンサや光量周期測定回路などが不必要であるから、
画像読み取り装置の構成が簡単になって、そのコストを
低減できる。

【００４３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、読み取られる
画像から確実に光量むらをなくすことができる画像読み
取り方法が提供できる。

【００４４】請求項２の発明によれば、高価な光量安定
化制御手段を使用することなしに、光量変化の影響を除
去できる画像読み取り装置が提供できる。

【００４５】請求項３の発明装置では、電源投入直後、
あるいは原稿の走査に先立って、光源から原稿に照射さ
れる光の周期的な光量変化をフォトセンサによって検出
し、光源の光量の変動周期を測定して、画像の光電変換
に際して光蓄積時間を同期制御するようにしている。そ
のため、簡単な構成で光量変化の影響を除去できる効果
がある。

【００４６】請求項４の発明装置では、さらに、積分回
路により光量の変動周期を測定し、画像の光電変換に際
して光蓄積時間を同期制御するようにしている。そのた
め、簡単に光量変動の周期を測定して、画像読み取りに
際して確実に光量変化の影響を除去できる効果がある。

【００４７】また、請求項５の発明装置では、電源周波
数を測定して、そこに接続される光源の光量の変動周期
を測定している。従って、電源の周期と光源の光量の変
動周期とが一致する場合には、より簡単な構成で、光量
の変動の周期を知ることができ、確実に画像の光量むら
を除去できる。

【００４８】請求項６の発明装置では、画像読み取りの
ためのイメージセンサの一部分によって、照射される光
の光量変化が検出できるから、フォトセンサを別個に用
意しなくても済むという点で、そのコストを一層安価に
できる。

【００４９】また、請求項７の発明によれば、ユーザが
手動で光量の変動周期に応じた読み取り時間を設定し光
蓄積時間を制御できる画像読み取り装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の画像読み取り方法を説明
する図である。

【図２】 本発明の一実施例の画像読み取り装置を示す
ブロック図である。

【図３】 図２の光量周期測定回路の一例を示すブロッ
ク図である。

【図４】 図２の蓄積時間制御回路の一例を示すブロッ
ク図である。

【図５】 図４の回路動作を説明するタイミング図であ
る。

【図６】 本発明の画像読み取り装置の他の実施例を示
すブロック図である。

【図７】 本発明の画像読み取り装置の更に他の実施例
を示すブロック図である。

【図８】 本発明の画像読み取り装置の別の実施例を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１ 原稿、２ａ，２ｂ 光源、３ ＣＣＤイメージセン
サ、５ ＡＣ電源、６点灯回路、７ フォトセンサ、８
光量周期測定回路、９ 蓄積時間制御回路。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周期的変動分を含む光量の光源を使用し
   て、該光源により照射された原稿から得られる光を光電
   変換し、該原稿に記録された画像を読み取る画像読み取
   り方法において、 前記光源の光量変動の周期に同期させて前記光電変換に
   おける蓄積時間を設定するステップと、 この設定された蓄積時間で光電変換を行なうステップ
   と、を具備したことを特徴とする画像読み取り方法。
2. 【請求項２】 光源から出て原稿に反射し、あるいは原
   稿を透過した光を光電変換して画像を読み取る画像読み
   取り装置において、 前記光源の光量の変動周期を検知する検知手段と、 前記光電変換に際して光蓄積時間を前記検知された周期
   によって同期制御する制御手段と、を備えたことを特徴
   とする画像読み取り装置。
3. 【請求項３】 前記検知手段は、 前記反射し、あるいは透過した光を検出するフォトセン
   サと、 前記フォトセンサにおいて検出された光量の変動周期を
   測定する光量周期測定回路と、を備えたことを特徴とす
   る請求項２に記載の画像読み取り装置。
4. 【請求項４】 前記光量周期測定回路は、 フォトセンサの出力を積分する積分回路と、 積分結果から光量の変動周期を測定する周期測定回路
   と、を備えていることを特徴とする請求項３に記載の画
   像読み取り装置。
5. 【請求項５】 前記検知手段は、 前記光源の電源周波数を検出する周波数検出回路と、 前記周波数検出回路の検出結果から光量の変動周期を測
   定する周期測定回路と、を備えたことを特徴とする請求
   項２に記載の画像読み取り装置。
6. 【請求項６】 前記フォトセンサは、 画像読み取りのためのイメージセンサの一部分と共用さ
   れるものであることを特徴とする請求項３または４に記
   載の画像読み取り装置。
7. 【請求項７】 光源から出て原稿に反射し、あるいは原
   稿を透過した光を光電変換して画像を読み取る画像読み
   取り装置において、 手動で光量の変動周期を設定し得る手動設定回路と、 前記光電変換に際して光蓄積時間を前記設定された周期
   で行なわせる制御手段と、を備えたことを特徴とする画
   像読み取り装置。