JPH08223416A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シェーディング補正の精度を向上させ、か
つ、システムのスループットを向上させる。 【構成】 まず、白基準板１８を読み取ることにより、
シェーディング補正データを採取するとともに、光量変
動（経時変化）の基準となるデータＸｐを採取する。次
に、画像読み取り時には、画像読み取り毎に、白基準板
１８の一部を使用して光量変動値Ｘｎを採取する。次
に、読取光学系１を位置Ｂの方向へ移動して原稿面を走
査し、原稿４を終端まで読み取る。そして、画像読み取
りデータに対してシェーディング補正を施す。シェーデ
ィング補正後の画像読み取りデータＳＤ（Shading-Dat
a）は、ある画素の読み取りデータがＶdataであり、そ
の画素のシェーディング補正データがＶrefであったと
すると、ＳＤ＝２５５／（Ｘｎ÷Ｘｐ）×Ｖdata／Ｖre
fとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、原稿画像を光学的に
読み取り、デジタル化画像信号を得る画像処理装置であ
って、特に、光源の光量変動を検知して補正する画像処
理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、原稿画像を受光素子を用いて
光学的に読み取り、光信号から電気信号に変換した後、
Ａ／Ｄ変換器等を用いてデジタル化画像信号を得る画像
処理装置においては、原稿画像の濃度を正確に読み取る
ために、絶対白レベルを設定しておく必要がある。この
ため、通常、原稿処理装置では、白基準板を備えてお
り、該白基準板を主走査方向に読み取り、この時の光電
変換素子の出力に基づいて、シェーディング補正を行っ
ている。

【０００３】ここで、画像を読み取る際の光源である露
光ランプや、光電変換素子の照度変化について説明す
る。図７は、露光ランプとして、外部電極希ガス蛍光灯
を用いたときの主走査方向における光電変換素子の出力
を示す特性図である。図において、ラインＬ１は、当該
装置の電源を投入した直後で、露光ランプ５の温度がそ
れほど上昇していない時点での光電変換素子の出力を示
しており、ラインＬ２は、時間が経過し、露光ランプの
温度が上昇した時点での光電変換素子の出力を示してい
る。図示するように、露光ランプの照度、すなわち、光
電変換素子の出力は、長手方向である主走査方向におい
て、中央部ほど大きく、両端ほど小さいという具合にば
らつきがある。また、点灯時間の経過によって光電変換
素子の出力が低下することが分かる。

【０００４】次に、図８は、露光ランプの光量変化の小
さい部分と大きい部分とにおける時間経過に伴う光量変
化率を示す特性図である。図において、ラインＬ３は、
露光ランプの光量変化の小さい部分（両端部）の時間経
過に伴う光量変化を示しており、ラインＬ４は、露光ラ
ンプの光量変化の大きい部分（中央部）の時間経過に伴
う光量変化を示している。図示するように、露光ランプ
の光量は、従来、シェーディング補正データを採取して
いた電源投入時ｔa、ｎ枚目の読み取り時ｔb、ｍ枚目の
読み取り時ｔcと時間経過に伴って減少することが分か
る。

【０００５】次に、図９は、露光ランプの温度変化の小
さい部分と大きい部分とにおける時間経過に伴う温度変
化を示す特性図である。図において、ラインＬ５は、露
光ランプの温度変化の小さい部分の時間経過に伴う温度
変化を示しており、ラインＬ６は、露光ランプの温度変
化の大きい部分の時間経過に伴う温度変化を示してい
る。図示するように、露光ランプの温度は、点灯時間あ
るいは累積使用時間に応じて上昇し、さらに、この上昇
程度は、露光ランプの位置によって異なることが分か
る。この露光ランプの温度変化が上述した光電変換素子
の出力変化や、露光ランプの光量変化を発生させる。こ
こでは、外部電極希ガス蛍光灯を例にして説明したが、
一般的に、露光ランプの光量は、環境温度や、点灯時間
あるいは累積使用時間によって変化するという出力特性
を有している。

【０００６】ところで、シェーディング補正の目的に
は、大きく分けて２つあり、第１の目的は、受光素子上
の照度分布の不均一さと受光素子の感度のばらつきとを
同時に補正し、同一の原稿が主走査方向のどこに置かれ
ても読み取り値が同じになるように補正することであ
り、第２の目的は、光源の経時的な変動を補正すること
である。例えば、特公昭６０−１２４１７６号の画像処
理装置では、装置の電源投入時や、所定の操作時に、白
基準板を複数回サンプリングすることにより、シェーデ
ィング補正の精度を上げることが提案されている。これ
は、１回のサンプリングでは、ノイズの影響を受け易
く、正しいサンプリングができないためである。しかし
ながら、この従来の画像処理装置では、第２の目的であ
る、光源の経時的な変動を補正することができず、光源
の温度変化等による光量変化に対応できないとう問題が
あった。

【０００７】そこで、光源の経時的な変動を補正する画
像処理装置として、画像読み取り開始毎に、白基準板を
サンプリングしてシェーディング補正を実施するものが
知られている。この画像処理装置では、原稿台ガラス３
の積載された原稿を読み取る際には、シェーディング補
正に用いるデータを採取するために、読み取り開始に先
立って、図１０に示す位置Ａにおいて、白基準板１８を
原稿幅相当分読み取り、シェーディング波形を所定の記
憶手段に記憶する。これに引き続き、走査光学系を位置
Ｂの方向へ移動して原稿面を走査し、原稿台ガラス３上
に積載された原稿４を終端まで読み取る。この画像処理
装置では、画像読み取り開始毎に、シェーディング補正
に用いるデータを採取するため、シェーディング補正に
用いるデータ採取時と画像読み取り時とでの光量変動が
小さく、画質の劣化が発生しないという特徴がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画像読
み取り開始毎にシェーディング補正を実施する画像処理
装置では、シェーディング補正の精度を上げるために、
白基準板を複数回サンプリングしようにすると、原稿の
読み取り前に時間がかかってしまい、ＦＣＯＴ（First
Copy Output Time）が遅くなり、ＣＰＭ（Copy Per Min
ute）が小さくなるという問題があった。

【０００９】そこで、光源の経時的な変動をシェーディ
ング補正用の白基準板以外で検知する手段として、例え
ば、特開昭６４−９３７６８号には、原稿の横に設けら
れた基準パターンからの反射光を、レンズを通して光セ
ンサで検出し、光量が一定となるように光源（蛍光灯）
を制御する技術が記載されている。しかしながら、主走
査方向の両端部は、レンズの特性で光量が低下している
ため、Ｓ／Ｎが悪く、光量補正の精度が低い。したがっ
て、原稿の横に設けられた基準パターンからの反射光で
補正しても十分な補正が行えない。また、前述したよう
に、図７に示すように、中央部での光量変動が大きい光
源、すなわち両端部以外での光量変動が大きい光源（外
部電極希ガス蛍光灯）では、図１１に示すように、主走
査方向での補正が正確に行えなくなり、いわゆるカブリ
を生じるという問題があった。

【００１０】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
もので、シェーディング補正の精度を向上でき、かつ、
システムのスループットを向上できる画像処理装置を提
供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、請求項１記載の発明では、原稿積載台上に載
置された原稿の下を光学系が走査して原稿画像を読み取
り、前記原稿画像を光電変換素子を用いて光信号から電
気信号に変換する画像処理装置において、原稿読取開始
端に、主走査方向に沿って設置された白基準板と、電源
投入時等、前記白基準板の読取データに基づいて、シェ
ーディング補正データを採取するシェーディング補正デ
ータ採取手段と、原稿画像読み取り開始毎に、前記白基
準板の一部の読取データの変動に基づいて、前記シェー
ディング補正データを再補正する補正手段と、前記補正
手段によって再補正されたシェーディング補正データに
よって、前記原稿画像をシェーディング補正するシェー
ディング補正手段とを具備することを特徴とする。

【００１２】また、請求項２記載の発明では、前記光源
は、外部電極希ガス蛍光灯であり、前記白基準板の一部
は、前記外部電極希ガス蛍光灯の最も温度変動が大きい
部分に対応していることを特徴とする。

【００１３】

【作用】この発明によれば、電源投入時、またはコピー
ジョブ完了後、あるいは所定時間毎等に、原稿読取開始
端に設けられた白基準板を読み取り、シェーディング補
正データ採取手段によってシェーディング補正データを
採取する。原稿画像を読み取る際には、原稿画像読み取
り開始毎に、白基準板の一部、すなわち、光源において
最も光量変動の大きい部分に対応する位置の読取データ
の変動に基づいて、補正手段によってシェーディング補
正データを再補正する。原稿画像は、シェーディング補
正手段によって、補正手段で補正されたシェーディング
補正データに基づいてシェーディング補正される。これ
により、シェーディング補正の精度を向上させ、かつ、
システムのスループットを向上させることが可能とな
る。

【００１４】

【実施例】次に図面を参照してこの発明の一実施例につ
いて説明する。 Ａ．実施例の構成 図１は本発明の実施例による画像処理装置の構成を示す
ブロック図である。図において、画像処理装置は、原稿
４を走査して読み取る原稿読取光学系１と、シート原稿
を原稿読取位置へ搬送する原稿自動給紙装置２と、例え
ば書籍などの原稿を載置する原稿台ガラス３とから主に
構成されている。なお、本発明は、原稿台３に積載され
た原稿４を読み取る場合でのシェーディング補正につい
てのみ考えている。原稿読取光学系１は、原稿を照射す
る露光ランプ５と、反射ミラー６と、結像レンズ７とか
ら構成されている。露光ランプ５と反射ミラー６は、図
示しない駆動源により原稿台ガラス３に平行に位置Ａお
よび位置Ｂ間を移動可能に構成されており、原稿台ガラ
ス３に載置された原稿４を走査する。また、露光ランプ
５と反射ミラー６は、図示しない駆動源により位置Ｃへ
も移動可能に構成されている。

【００１５】次に、原稿自動給紙装置２は、原稿トレー
１１と、原稿挿入口１２と、原稿分離部１３と、原稿搬
送用のピンチローラ１４ａ，１４ｂと、読取ローラ１４
と、原稿排出口１５と、排出原稿トレー１６とから構成
されている。原稿自動給紙装置２において、先端部が原
稿挿入口１２に挿入されて原稿トレー１１上に載置され
たシート状原稿４は、原稿分離部１３のローラによって
１枚づつ繰り出され、互いに逆方向に回転するピンチロ
ーラ１４ａ，１４ｂに挟持されて搬送原稿読取面１７の
上部にギャップを有して設けられた読取ローラ１４へ供
給された後、排出原稿トレー１６に排出される。次に、
白基準板１８は、シェーディング補正を行う際に基準と
なる白色反射面を有し、図２に示すように、原稿台ガラ
ス３の読取開始端（位置Ａ）に主走査方向に沿って設け
られている。

【００１６】本実施例では、原稿を読み取るに先立っ
て、電源投入時等に、この白基準板１８を読み取り、そ
の結果を画像信号処理手段内に設けた記憶手段にシェー
ディング波形として記憶しておくとともに、白基準板１
８の一部を読み取り、光量変化の基準となるデータＸｐ
を採取する。白基準板１８の一部とは、主走査方向に渡
って１６画素毎にサンプリングするというように間引く
方法でもよいし、中央部をサンプリングするというよう
な方法でも、あるいは双方でもよく、光源である露光ラ
ンプ５において、最も温度変動する部分であればよい。
原稿台ガラス３に載置された原稿４を読み取る際には、
原稿４を読み取り開始毎に、位置Ａにおいて、白基準板
１８の一部を読み取り、光量変化の基準となるデータＸ
ｎを採取する。これに引き続き、読取光学系１を位置Ｂ
の方向へ移動して原稿面を走査し、原稿台ガラス３上に
積載された原稿４を終端まで読み取る。そして、データ
Ｘｐ、およびデータＸｎに基づいて、上記シェーディン
グ補正データを再補正し、該補正したシェーディング補
正データによって原稿４から読み取った画像読み取りデ
ータをシェーディング補正する。

【００１７】次に、画像処理系は、光電変換素子８と、
アンプ９と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１０
と、シェーディング補正回路２０と、シェーディング波
形が記憶されるシェーディング波形記憶用メモリ２１
と、画像処理部２２と、補正信号が記憶される補正用メ
モリ２３と、画像をハードコピーの形で形成する画像形
成部２４と、画像信号処理系の動作を制御するＣＰＵ２
５から構成されている。光電変換素子８は、レンズ７を
介して供給される像を電気信号に変換してアンプ９へ供
給する。アンプ９は、上記電気信号を所定のレベルに増
幅し、Ａ／Ｄ変換器１０へ供給する。Ａ／Ｄ変換器１０
は、上記アナログ信号をｎビットのデジタル信号に変換
し、シェーディング補正回路２０へ供給する。シェーデ
ィング補正回路２０は、シェーディング波形をシェーデ
ィング波形記憶用メモリ２１に記憶するとともに、原稿
読取時には、上記シェーディング波形を用いて原稿の画
像データをシェーディング補正し、画像処理部２２へ供
給する。画像処理部２２は、シェーディング補正後の画
像データに、フィルタリングや、縮小／拡大等の画像処
理を施し、画像形成部２４へ供給する。補正用メモリ２
３は、上記画像処理部２２におけるフィルタリングや、
縮小／拡大等の処理に用いるデータが記憶されているラ
インメモリである。画像形成部２４は、画像をハードコ
ピーの形で用紙に印字する。また、ＣＰＵ２５は、走査
光学系１や、露光ランプ５およびシェーディング補正回
路２０、画像処理部２２、画像形成部２４等の読取装置
全体の制御を行うようになっている。

【００１８】本発明では、上述した露光ランプ５（もし
くは光電変換素子８）の主走査方向における光量のばら
つき、その経時変化を考慮してシェーディング補正を行
う。以下、シェーディング補正の方法、すなわち画像処
理装置の動作について説明する。

【００１９】Ｂ．実施例の動作 次に、上述した実施例の動作について説明する。ここ
で、図３および図４は本実施例の動作を説明するための
フローチャートであり、図５は本実施例によるシェーデ
ィング補正の効果を説明するための模式図である。

【００２０】Ｂ−１．電源投入時の処理 まず、当該画像処理装置に電源が投入される毎に、図３
に示すステップＳ１において、原稿読取光学系１を白基
準板１８の直下（位置Ａ）に移動させ、上記白基準板１
８を複数回読み取ることにより、光電変換素子８の照度
分布の不均一さと光電変換素子８の感度のばらつきとを
補正するためのシェーディング補正データを採取し、シ
ェーディング波形記憶用メモリ２１に記憶する。次に、
ステップＳ２において、白基準板１８の一部を使用し
て、光量変動（経時変化）の基準となるデータも採取す
る。光量変動の基準は、別途計算してもよいし、上記シ
ェーディング補正データから計算して求めてもよい。ま
た、白基準板１８の一部は、前述したように、主走査方
向に渡って１６画素毎にサンプリングするというように
間引く方法でもよいし、中央部をサンプリングするとい
うような方法でも、あるいは双方でもよく、最も温度変
動する部分であればよい。この基準となる光量に相当す
るデータを光量変動基準値Ｘｐとする。

【００２１】Ｂ−２．画像読み取り時の処理 次に、原稿台ガラス３の上に載置した原稿４を読み取る
際の画像読み取り時の処理について説明する。原稿がセ
ットされると、図４に示すフローチャートに従って原稿
４の画像読み取りが行われるとともに、シェーディング
補正が行われる。まず、ステップＳ１０において、原稿
読取光学系１を白基準板１８の直下（位置Ａ）に移動さ
せ、白基準板１８の一部を使用して、その時の光量に相
当するデータを採取する。これを光量変動値Ｘｎとす
る。次に、ステップＳ１１において、読取光学系１を位
置Ｂの方向へ移動して原稿面を走査し、原稿台ガラス３
上に積載された原稿４を終端まで読み取り、読み取った
画像読み取りデータに対してシェーディング補正を施
す。シェーディング補正後の画像読み取りデータＳＤ
（Shading-Data）は、ある画素の読み取りデータがＶda
taであり、その画素のシェーディング補正データがＶre
fであったとすると、８bit機の場合、次のようになる。 ＳＤ＝２５５／（Ｘｎ÷Ｘｐ）×Ｖdata／Ｖref シェーディング補正後の画像データは、画像処理部２２
において、フィルタリングや、縮小／拡大等の画像処理
が施され、画像形成部２４において、用紙に印刷され
る。そして、原稿の読み取りが終了するまで、上記ステ
ップＳ１０およびＳ１１を繰り返し実行し、原稿毎にシ
ェーディング補正を行う。そして、原稿の読み取りが終
了すると、ステップＳ１２における判断結果が「ＹＥ
Ｓ」となり、当該処理を終了する。

【００２２】特に、光源として、外部電極希ガス蛍光灯
を用いた場合は、蛍光灯外壁の温度が上昇するにつれ
て、光量が低下する特性を有しているので、最も温度変
動する部分に対応する白基準板１８の部分で、光量変動
の検出する必要がある。本実施例では、電源投入時に、
白基準板１８の一部（中央部）を使用して、光量変動
（経時変化）の基準となるデータＸｐを採取する一方、
画像読み取り開始毎に、同一部の光量に相当するデータ
Ｘｎを採取し、Ｘｎ／Ｘｐの比率に基づいてシェーディ
ング補正データＶrefを補正している。すなわち、光量
変動の基準となるシェーディング補正データは、蛍光灯
が冷めているとき（温度が低いとき）に採取されるので
（図５（ａ）参照）、最も温度変動する部分のデータで
補正することで、他の部分（温度変動の小さい部分）は
より一層明るくなり（図５（ｂ）参照）、カブリになら
ない。

【００２３】また、フルレートキャリッジに外部電極希
ガス蛍光灯とその電源とが積載されている画像処理装置
においては、電源からの発熱によって光量が低下するの
で、電源の放熱部近傍が最も温度変動する部分に相当す
る。したがって、このような構造の画像処理装置におい
ては、図６に示すように、電源を主走査方向の中央部に
配置し、光量変動の検出も主走査方向の中央部で実施す
ると、レンズのｃｏｓ４乗則の影響を受けず、Ｓ／Ｎも
よいので、精度よく光量補正ができる。

【００２４】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明によれ
ば、原稿画像読み取り開始毎に、補正手段が白基準板の
一部の光量変動に基づいてシェーディング補正データを
補正するので、シェーディング補正の精度を向上でき、
かつ、システムのスループットを向上できるという利点
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例による画像処理装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】 本実施例による画像処理装置の原稿載置台の
構成を示す上面図である。

【図３】 本実施例の動作を説明するためのフローチャ
ートである。

【図４】 本実施例の動作を説明するためのフローチャ
ートである。

【図５】 本実施例によるシェーディング補正による効
果を説明するための模式図である。

【図６】 他の画像処理装置の略構成を示す斜視図であ
る。

【図７】 露光ランプの主走査方向における光電変換素
子の出力を示す特性図である。

【図８】 露光ランプの光量変化の小さい部分と大きい
部分とにおける時間経過に伴う光量変化を示す特性図で
ある。

【図９】 露光ランプの温度変化の小さい部分と大きい
部分とにおける時間経過に伴う温度変化を示す特性図で
ある。

【図１０】 従来技術による画像処理装置の原稿載置台
の構成を示す上面図である。

【図１１】 従来のシェーディング補正による効果を説
明するための模式図である。

【符号の説明】

１ 原稿読取光学系（光学系） ２ 原稿自動給紙装置（原稿搬送手段） ３ 原稿台ガラス ４ 原稿 ５ 露光ランプ（外部電極希ガス蛍光灯） ６ 反射ミラー ７ 結像レンズ ８ 光電変換素子 ９ アンプ １０ Ａ／Ｄ変換器 １１ 原稿トレー １２ 原稿挿入口 １３ 原稿分離部 １４ 読取ローラ １４ａ，１４ｂ 原稿搬送用のピンチローラ １５ 原稿排出口 １６ 排出原稿トレー １７ 搬送原稿読取面 １８ 白基準板 ２０ シェーディング補正回路（シェーディング補正デ
ータ採取手段、補正手段） ２１シェーディング波形記憶用メモリ ２２ 画像処理部 ２３ 補正用メモリ ２４ 画像形成部 ２５ ＣＰＵ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿積載台上に載置された原稿の下を光
   学系が走査して原稿画像を読み取り、前記原稿画像を光
   電変換素子を用いて光信号から電気信号に変換する画像
   処理装置において、 原稿読取開始端に、主走査方向に沿って設置された白基
   準板と、 電源投入時等、前記白基準板の読取データに基づいてシ
   ェーディング補正データを採取するシェーディング補正
   データ採取手段と、 原稿画像読み取り開始毎に、前記白基準板の一部の読み
   取りデータの変動に基づいて、前記シェーディング補正
   データを再補正する補正手段と、 前記補正手段によって再補正されたシェーディング補正
   データによって、前記原稿画像をシェーディング補正す
   るシェーディング補正手段とを具備することを特徴とす
   る画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記光源は、外部電極希ガス蛍光灯であ
   り、前記白基準板の一部は、前記外部電極希ガス蛍光灯
   の最も温度変動が大きい部分に対応していることを特徴
   とする請求項１記載の画像処理装置。