JPH08139872A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一定の明るさの照明の下、原稿の暗部から明
部にわたる濃淡の階調性を高い精度で読み取ることにあ
る。すなわち、暗部においては出力に対するノイズ成分
を減少させて階調性を高め、明部においてはＣＣＤセン
サの出力電圧が飽和出力電圧を越えないようにして明部
の階調性の検出値のリニアリティを保つようにする。 【構成】 原稿照明装置２（照明手段）により照明され
た原稿Ｇの画像情報を読み取る複数の受光素子７，８
（ラインセンサ）を平行に隣接して設け、それぞれの受
光素子７，８（ラインセンサ）の露光感度を変えたこと
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、ＣＣＤ等のラインセン
サを用いて、高精度に階調性を読みとる画像読取装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来のＣＣＤ等のラインセンサを
用いたデジタル的な画像読取装置１００を表わす図であ
り、１０１は原稿台ガラス、１０２は原稿照明装置、１
０３，１０４，１０５はミラー、１０６は投影レンズ、
１０７は１ラインＣＣＤイメージセンサである。

【０００３】この画像読取装置１００は、原稿台ガラス
１０１上に置かれた原稿Ｇ’を原稿照明装置１０２によ
り照明し、その反射光をミラー１０３，１０４，１０５
を通して投影レンズ１０６によって１ラインＣＣＤイメ
ージセンサ１０７に結像させる。次に原稿照明装置１０
２、及びミラー１０３，１０４，１０５を図中右方向に
平行移動させ、結像された画像情報を１ラインＣＣＤイ
メージセンサ１０７から順次電圧として出力し画像処理
回路１１１にデジタル信号として送られる。

【０００４】図６は従来例における画像読取装置の概略
のブロック図である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では受光素子が１ラインＣＣＤイメージセンサ（以降
１ラインＣＣＤとする。）であるために改善できない次
の様な欠点があった。

【０００６】原稿が白紙の場合の１ラインＣＣＤの出力
電圧がその飽和出力電圧を越えない様に光量を設定する
為、原稿の暗部の方に於いて１ラインＣＣＤのノイズが
相対的に大きくなってしまうという問題があった。

【０００７】例えば１ラインＣＣＤ出力を８ｂｉｔ２５
６階調とした場合１ラインＣＣＤの飽和出力電圧を１
Ｖ、白紙の場合の１ラインＣＣＤの直出力を６００ｍＶ
とした場合、１階調では２ｍＶ程度の出力であるが、暗
時ノイズも通常の１ラインＣＣＤでは５〜１０ｍＶ程度
となってしまうため暗部（低出力域）に於いては１ライ
ンＣＣＤの出力に比較して暗部ノイズが大きくなってし
まい、暗部の出力のノイズ成分が多くなり階調性が劣化
してしまっていた。

【０００８】この原稿の暗部の１ラインＣＣＤのノイズ
を改善する為の手段として１ラインＣＣＤに当たる光量
を増加させることが考えられるが、図７に見られる様に
光量増加前は例えば白紙でＸの光量の時に１ラインＣＣ
Ｄ直出力を６００ｍＶとすると光量を５倍に増加した場
合は図８から明らかな様に１ラインＣＣＤ出力電圧が飽
和出力電圧（１Ｖ）を越えてしまい、５Ｘの光量では明
部のリニアリティが保たれなくなる。

【０００９】本発明は上記従来技術の問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、一定
の明るさの照明の下、原稿の暗部から明部にわたる濃淡
の階調性を高い精度で読み取ることにある。すなわち、
暗部においては出力に対するノイズ成分を減少させて階
調性を高め、明部においてはＣＣＤセンサの出力電圧が
飽和出力電圧を越えないようにして明部の階調性の検出
値のリニアリティを保つようにすることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明にあっては、照明手段により照明された原
稿の画像情報を読み取る複数のラインセンサを平行に隣
接して設け、それぞれのラインセンサの露光感度を変え
たことを特徴とする。

【００１１】また、前記複数のラインセンサは原稿との
位置をラインセンサの長軸方向に垂直に相対的に移動す
ることでこの原稿の画像情報を読み取り、それぞれのラ
インセンサで読み取られた原稿の同一ライン上の画像読
取信号の時間のズレをメモリ補間することで同一ライン
の複数の画像読取信号とするメモリ手段と、原稿の同一
ライン上を画像の濃淡に合わせて分割し、それぞれの分
割部分に対応する同一ラインの複数の画像読取信号の中
から最適な露光感度のラインセンサで得られた画像読取
信号を選択して使用する画像処理手段と、を設けたこと
を特徴とする。前記複数のラインセンサはモノリシック
な２ラインＣＣＤセンサとすることや、ＮＤフィルター
（光量減衰フィルター）を備えることも好ましい。

【００１２】また、前記複数のラインセンサは画素のピ
ッチは同一で、画素サイズを変更することも好ましい。

【００１３】

【作用】上記のように構成された画像読取装置では、露
光感度を変えた複数のラインセンサを原稿の濃淡に対応
させて選択使用することで原稿の暗部から明部までの画
像情報がコントラストにおいて、高い階調性で読み取る
ことが可能となる。

【００１４】また、複数のラインセンサは原稿との位置
をラインセンサの長軸方向に垂直に相対的に移動するこ
とで原稿の同一ライン上の画像情報をを複数の露光感度
で読み取る。また、メモリ手段はそれぞれのラインセン
サで読み取られた原稿の同一ライン上の画像読取信号の
時間のズレをメモリ補間する。

【００１５】画像処理手段は原稿の同一ライン上を画像
の濃淡に合わせて分割しそれぞれの分割部分に対応する
同一ラインの複数の画像読取信号の中から最適な露光感
度のラインセンサで得られた画像読取信号を選択して処
理する。

【００１６】複数のラインセンサはモノリシックな２ラ
インＣＣＤセンサとすることで、それぞれのセンサの位
置が高い精度に配設される。

【００１７】また、ＮＤフィルター（光量減衰フィルタ
ー）はラインセンサの露光感度を変更する。

【００１８】また、複数のラインセンサは画素のピッチ
は同一で、画素サイズを変更することでも各ラインセン
サの露光感度が変更される。

【００１９】また、実施例における作用としては、受光
素子としてモノリシックに配列された２ラインＣＣＤイ
メージセンサを使用し、この２ラインＣＣＤイメージセ
ンサに入射する光量を、従来の光量より増加させる事に
より、原稿の暗部の画像を読み取る際にノイズを減少す
ることができる。

【００２０】他方のラインセンサでは、原稿の明部の画
像を読み取る際にＣＣＤイメージセンサの受光面上に例
えばＮＤフィルターをとりつけるか、もしくは画素サイ
ズを小さくして受光する光量を減らすことにより飽和出
力電圧を越えないようにして受光光量と出力電圧特性に
おいてリニアリティが保たれる。

【００２１】そして、その各々のラインからの出力電圧
を画像処理回路に取り込み、画像処理により、明部（ハ
イライト部）の画像出力を露光感度を減少させたＣＣＤ
イメージセンサから取り、暗部（ダーク部）の画像出力
を通常のＣＣＤイメージセンサから取りその双方を合成
して、原稿の明部ではリニアリティを持ち、暗部ではノ
イズが減少された、高精度な階調性を持つ画像情報を読
み取ることが出来る様にする。

【００２２】また、２ラインＣＣＤを使用することによ
る読取位置の副走査方向のズレは、メモリ補間すること
で明部出力ラインと暗部出力ラインで同一ラインの読取
信号を得ることができる。

【００２３】

【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。

【００２４】（第１実施例）図１及び図２は本発明の第
１実施例の画像読取装置２０を示す図である。図１に於
いて１は原稿台ガラス、２は原稿照明装置、３，４，５
はミラー、６は投影レンズである。７は基板、８は複数
のラインセンサとしての２ラインＣＣＤイメージセンサ
である。

【００２５】図２は２ラインＣＣＤイメージセンサ８の
拡大説明図であり、９は原稿の暗部を検知するためのラ
インセンサとしての受光素子、１０は９と同一な画素ピ
ッチと画素サイズを持ちＮＤフィルター１１と受光素子
面上において露光感度を低下させた原稿の明部を検知す
るためのラインセンサとしての受光素子である。

【００２６】図３は本実施例における画像読取装置の概
略のブロック図である。原稿Ｇを光学系１４で走査して
受光素子９，１０で読み取り、メモリ手段１２と画像処
理手段１３で読み取った画像読取信号を処理するもので
ある。

【００２７】図１に於いて原稿照明装置２で照明された
原稿台ガラス１上の原稿の画像はミラー３，４，５を通
り投影レンズ６によって２ラインＣＣＤイメージセンサ
８を構成する暗部を検知する受光素子９と明部を検知す
る受光素子１０によって画像読取信号として出力され画
像処理手段１３に取り込まれる。

【００２８】この時、画像処理手段１３は、それぞれの
受光素子９，１０からの画像読取信号に基づいて原稿の
同一ライン上を画像の濃淡に対応した複数の領域に分割
しておく。

【００２９】また、メモリ手段１２によりそれぞれのラ
インセンサで読み取られた原稿の同一ライン上の画像読
取信号の時間のズレを補間して同一ラインの信号とす
る。

【００３０】原稿の同一ライン上の画像の濃淡に対応し
た複数の領域に対応させて最適な露光感度の受光素子で
得られた画像情報を得るために、暗部を検知する受光素
子９からの画像読取信号でノイズの少ない原稿暗部情報
と、明部を検知する受光素子１０からの画像読取信号と
を選択して使用し、その合成した画像読取信号から、受
光光量と出力電圧特性において原稿の全域にわたりリニ
アリティがありノイズの少ない画像情報を作成して読み
取った画像情報とする。

【００３１】この第１実施例に於いては、従来よりも明
るい光量を図１の原稿照明装置２で発生させて原稿の暗
部の画像情報を読み取る場合に、出力電圧のノイズが減
少するように機能する暗部を検知する受光素子９と、原
稿の明部を同じ明るい光量で照射した場合には受光素子
の飽和出力電圧を越えてしまうので、ＮＤフィルターに
より受光する光量を減らして、受光光量と出力電圧特性
にリニアリティを保たせた明部を検知する受光素子とを
モノリシックな２ラインＣＣＤイメージセンサとして配
置した。そして、それらの画像情報をたし合わせる事に
より暗部でノイズを減少させ、明部でリニアリティを保
ち高精度に階調性を保つ画像情報を読み込むことが出来
る。

【００３２】また、当実施例においては、２つの受光素
子からなる２ラインＣＣＤイメージセンサ８を採用した
が、さらに、広範囲な画像のコントラストの階調性を精
密に得るために、さらに多くの露光感度を変えた受光素
子を備えることも本発明の範囲に属するものである。

【００３３】さらに、当実施例においては、本発明を白
黒のラインセンサの例について説明したが本発明を例え
ばカラー読取用のＲ，Ｇ，Ｂの３ラインセンサ等に実施
できることも明らかである。

【００３４】（第２実施例）図３は本発明の第２実施例
を表わす図面である。図１における第１実施例の画像読
取装置２０において、原稿Ｇ、原稿台ガラス１、光学系
１４までは同じであるが、２ラインＣＣＤセンサ８の部
分が異なるものである。

【００３５】図４で２ラインＣＣＤイメージセンサ２８
は、原稿の暗部を検知する受光素子２９と原稿の明部を
検知する受光素子３０とをモノリシックな２ラインＣＣ
Ｄイメージセンサとして基板２７上に配置したものであ
る。

【００３６】受光素子２９と３０は同一な画素ピッチで
ある。しかし、受光素子３０は画素サイズを受光素子２
９よりも小さくして受光する光を減らし、露光感度を低
下させたものである。

【００３７】この構成において、第１の実施例と同様
に、従来よりも明るい光量を図１の原稿照明装置２で発
生させて原稿の暗部の画像情報を読み取る場合に、出力
電圧のノイズが減少する暗部を検知する受光素子２９
と、原稿の明部を受光した場合画素サイズが暗部検知用
素子と較べて小さい事により受光する光量を減らして、
受光光量と出力電圧特性にリニアリティを保つ明部を検
知する受光素子とを、モノリシックな２ラインＣＣＤイ
メージセンサとして配置した。そして、それらの画像情
報をたし合わせる事により暗部でノイズを減少させ、明
部でリニアリティを保ち高精度に階調性を保つ画像情報
を読み込むことが出来る。

【００３８】

【発明の効果】従来の１ラインＣＣＤイメージセンサで
は、原稿のあらゆるコントラストにわたって１つの受光
素子の特性でまかなうため、白紙の場合のＣＣＤの出力
電圧がＣＣＤの飽和出力電圧を越えない様に設定した場
合、原稿暗部における出力電圧ノイズが相対的に大きく
なっていたが、受光する光量をふやし、暗部と明部にそ
れぞれ適した露光感度の特性を持たせた複数のラインセ
ンサを備えることで、原稿の暗部から明部までの画像情
報がコントラストにおいて、高い階調性で読み取ること
が可能となる。

【００３９】また、画像処理手段は原稿の同一ライン上
を画像の濃淡に合わせて分割しそれぞれの分割部分に対
応する同一ラインの複数の画像読取信号の中から最適な
露光感度のラインセンサで得られた画像読取信号を選択
して使用することで、さらに高い階調性で読み取ること
が可能となる。

【００４０】複数のラインセンサをモノリシックな２ラ
インＣＣＤイメージセンサとして配列すれば、同一基板
上に隣接して２つの受光素子が配列されているので光学
的調整が従来と同じく容易である。

【００４１】また、ＮＤフィルター（光量減衰フィルタ
ー）取りつけるだけでラインセンサの露光感度が簡単な
構成で変更される。

【００４２】また、画素サイズを変更することでもライ
ンセンサの露光感度が変更され、この場合には、画素サ
イズの調整により容易に露光感度の調整が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明を実施した画像読取装置の光学系
の図。

【図２】図２は第１実施例に於ける受光素子の図。

【図３】図３は本発明のブロック図。

【図４】図４は第２実施例に於ける受光素子の図。

【図５】図５は従来の画像読取装置の光学系の図。

【図６】図６は従来の画像読取装置のブロック図。

【図７】図７は従来の受光光量−出力電圧特性図。

【図８】図８は光量を５倍に増加させた場合の受光光量
−出力電圧特性図。

【符号の説明】

１ 原稿台ガラス ２ 原稿照明装置 ３，４，５ ミラー ６ 投影レンズ ７，２７ 基板 ８，２８ ２ラインＣＣＤイメージセンサ ９，２９ 暗部検知用の受光素子 １０，３０ 明部検知用の受光素子 １１ ＮＤフィルター １４ 光学系

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明手段により照明された原稿の画像情
   報を読み取る複数のラインセンサを平行に隣接して設
   け、それぞれのラインセンサの露光感度を変えたことを
   特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】 前記複数のラインセンサは原稿との位置
   をラインセンサの長軸方向に垂直に相対的に移動するこ
   とでこの原稿の画像情報を読み取り、 それぞれのラインセンサで読み取られた原稿の同一ライ
   ン上の画像読取信号の時間のズレをメモリ補間すること
   で同一ラインの複数の画像読取信号とするメモリ手段
   と、 原稿の同一ライン上を画像の濃淡に合わせて分割し、そ
   れぞれの分割部分に対応する同一ラインの複数の画像読
   取信号の中から最適な露光感度のラインセンサで得られ
   た画像読取信号を選択して使用する画像処理手段と、 を設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装
   置。
3. 【請求項３】 前記複数のラインセンサはモノリシック
   な２ラインＣＣＤセンサとすることを特徴とする請求項
   １または２に記載の画像読取装置。
4. 【請求項４】 前記複数のラインセンサはＮＤフィルタ
   ー（光量減衰フィルター）を備えることで、それぞれの
   ラインセンサの露光感度を変えたことを特徴とする請求
   項１，２または３に記載の画像読取装置。
5. 【請求項５】 前記複数のラインセンサは画素のピッチ
   は同一で、画素サイズを変更することによりそれぞれの
   ラインセンサの露光感度を変えたことを特徴とする請求
   項１，２，３または４に記載の画像読取装置。