JPH10200689A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光蓄積時間を制御することで、ＣＣＤのダイ
ナミックレンジを最大限有効に使用しながらオーバーフ
ローを防ぎ、誤情報の発生の無い画像読取装置を提供す
る。 【解決手段】 光沢性の高い原稿を読み取り、入射光量
が増大し蓄積電荷量が基準値を超えると、出力信号レベ
ル検出手段１７が基準値以上の信号レベルの画素を検出
し、蓄積時間制御手段１８がシャッタ信号を生成する
か、蓄積時間が短くなるようシャッタ信号の発生タイミ
ングを変化させる。検出手段１７はライン毎に検出結果
がリセットされ、次走査ラインで再び基準値以上の信号
レベルの画素が検出されると制御手段１８は更に蓄積時
間が短くなるようにシャッタ信号の発生タイミングを変
化させる。この一連の動作を基準値以上の信号レベルの
画素が検出されなくなるまで繰り返し行う。そして、リ
ファレンス値以上の信号レベルの画素が検出されなくな
った蓄積時間で、一連の読み取り動作を再び行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像読取装置、よ
り詳細には、誤情報の無い画像読み取りが可能な画像読
取装置に関し、例えば、デジタル複写機、電子ファイル
等の画像入力装置に適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】画像読取装置は、その画像入力部である
光電変換素子（ＣＣＤ）に飽和露光量以上の多大な光量
が入射すると受光部１画素に蓄積できる電荷の容量を超
え、隣接画素へ順次オーバーフローして読み取り原稿の
誤情報を発生する。そこで、従来は、上述のような誤情
報の発生を防ぐために、通常原稿での最大反射時におい
ても飽和出力の１／３〜１／４になるよう入射光量を落
として用いている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のように
光量を落とすことでは、ＣＣＤのダイナミックレンジを
有効に使用することができず、階調性が多く取れなくな
っている。そして、高速化した時にはＳ／Ｎが維持でき
ない。また、通常、ＤＣＣ（デジタルカラーコピア）で
はＣＣＤを駆動速度限界で使用する場合が多く、走査時
間自体を短くしてオーバーフローを防ぐことは、ＣＣＤ
をより高速駆動することになり困難である。

【０００４】本発明は、上述のごとき不具合を取り除く
ためになされたもので、光蓄積時間を制御できる（電子
シャッタ機能を有する）光電変換素子を用いて、読み取
り画像信号の大きさを予め設定された（リファレンス）
値と比較して、読み取り画像信号がリファレンスより大
きい場合は、光源の光量および走査時間は変えずに、電
子シャッタにより蓄積時間を短くすることで、読み取り
画像信号をリファレンスより小さくするもので、このよ
うに、光蓄積時間を制御することで、ＣＣＤのダイナミ
ックレンジを最大限有効に使用しながらオーバーフロー
を防ぎ、誤情報の発生の無い画像読取装置を提供するも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、原稿
面を走査することにより反射または透過した光を結像レ
ンズにより集光して光電変換素子に入射させ、前記原稿
の反射率または透過率に応じた電気信号を画像信号とし
て検出することにより画像情報を得る画像読取装置にお
いて、走査時間と独立して蓄積時間を制御できる光電変
換素子、該光電変換素子の画素の信号レベルを検出する
信号レベル検出手段、及び、該光電変換素子の蓄積時間
を制御する蓄積時間制御手段を設け、前記光電変換素子
の画素信号レベルが予め設定された値以上の時、前記蓄
積時間制御手段により蓄積時間を短くし、前記光電変換
素子の画素信号レベルが予め設定された値以下となった
蓄積時間で再び白基準板を読み取って、画像の読み取り
を行うことを特徴とし、もって、走査時間と無関係に蓄
積時間を制御可能な光電変換素子、光電変換素子の出力
信号レベルを１画素ごどにリファレンス値と比較する信
号レベル検出手段、信号レベル検出手段がリファレンス
値より大きい信号レベルを有する光電変換素子の画素を
検出した場合、シャッタ信号を生成して前記光電変換素
子にシャッタ信号を供給することで蓄積時間を変更する
蓄積時間制御手段とを有することで、蓄積時間を変化さ
せ蓄積電荷量を制御しオーバーフローを防ぎ、誤情報の
発生の無い画像読取装置を提供するものである。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記蓄積時間制御手段に蓄積時間を指示する蓄積時
間指示手段、前記光電変換素子の画素位置を検出する画
素位置検出手段、該光電変換素子の画素信号レベルが予
め設定された値以上である飽和画素数を計数する飽和画
素数計数手段、蓄積時間を最短とした時の前記飽和画素
の各画素レベル差を求める演算手段、該演算手段の演算
結果を判定値と比較して露光量の程度を判定する判定手
段を有し、前記光電変換素子の画素信号レベルが予め設
定された値以上の時、前記蓄積時間指示手段は蓄積時間
を最短にするように指示し、最短時の飽和画素での各画
素レベル差が判定値よりも大きい場合は、蓄積時間を短
い方から長い方へ順に切り替え、判定値よりも小さい場
合は、積蓄時間を長い方から短い方へ順に切り替えるよ
うに制御し、前記光電変換素子の画素信号レベルが予め
設定された値以下となった蓄積時間で再び白基準板を読
み取って、画像の読み取りを行うことを特徴とし、もっ
て、走査時間と無関係に蓄積時間を制御可能な光電変換
素子、光電変換素子の出力レベルを１画素ごとにリファ
レンス値と比較する信号レベル検出手段、リファレンス
値より大きい信号レベル画素位置を検出する画素位置検
出手段、信号レベル検出手段がリファレンス値より大き
い信号レベルを有する光電変換素子の画素を検出した場
合、シャッタ信号を生成して前記光電変換素子にシャッ
タ信号を供給することで蓄積時間を変更する蓄積時間制
御手段、リファレンス値以上の画素数を計数する飽和画
素数計数手段、蓄積時間制御手段が生成する複数シャッ
タ信号から１つシャッタ信号を指示する蓄積時間指示手
段、最短蓄積時間に設定した時、前記リファレンス値以
上のレベルを有した各画素の信号レベル差を求める演算
手段、前記演算手段の結果を演算判定値と比較すること
で、過剰露光の程度を判定する判定手段を有し、過剰露
光の程度が大きい場合は、蓄積時間を短い方から長い方
へと、露光の程度が小さい場合、蓄積時間を長い方から
短い方へと順次に変化させることで、短時間でオーバー
フローを防ぐ適正な蓄積時間に設定可能な、誤情報の発
生の無い画像読取装置を提供するものである。

【０００７】請求項３の発明は、原稿面を走査すること
により反射または透過した光を結像レンズにより集光し
て光電変換素子に入射させ、前記原稿の反射率または透
過率に応じた電気信号を画像信号として検出することに
より画像情報を得る画像読取装置において、走査時間と
独立して蓄積時間を制御できる光電変換素子、該光電変
換素子の画素の信号レベルを検出する画素信号レベル検
出手段、走査位置記憶手段、蓄積時間制御手段、フレー
ムバッファメモリ装置および第一の演算処理手段を有
し、前記光電変換素子の画素信号レベルが予め設定され
た値以上の時、前記蓄積時間制御手段により光蓄積時間
を短かくして前記光電変換素子の画素信号レベルを予め
設定された値以下とし、以降の読取りは前記変更した蓄
積時間で行い、蓄積時間を短くする前の画素データを前
記フレームバッファメモリ装置から読み出し、蓄積時間
変更後の画素信号の光蓄積時間と同一となるよう演算す
ることを特徴とし、もって、走査時間と無関係に蓄積時
間を制御可能な光電変換素子、光電変換素子の出力信号
レベルを１画素ごとにリファレンス値と比較する信号レ
ベル検出手段、リファレンス値より大きい信号レベルの
画素が発生した走査位置を検出記憶する走査位置記憶手
段、信号レベル検出手段がリファレンス値より大きい信
号レベルを有する光電変換素子の画素を検出した場合、
シャッタ信号を生成して前記光電変換素子にシャッタ信
号を供給することで蓄積時間を変更する蓄積時間制御手
段、１ページの読取り原稿サイズ分の画素データを格納
できるフレームバッファメモリ装置、蓄積時間変更後の
画素信号レベルと同一の蓄積時間データとなるよう画素
データを演算処理する第一の演算処理手段を有し、フレ
ームバッファメモリ装置に格納された蓄積時間変更前の
画素データを演算処理することで、プレスキャンを必要
としない、オーバーフローによる誤情報の発生の無い画
像読取装置を提供するものである。

【０００８】請求項４の発明は、原稿面を走査すること
により反射または透過した光を結像レンズにより集光し
て光電変換素子に入射させ、前記原稿の反射率または透
過率に応じた電気信号を画像信号として検出することに
より画像情報を得る画像読取装置において、走査時間と
独立して蓄積時間を制御できる光電変換素子、該光電変
換素子の画素の信号レベルを検出する画素信号レベル検
出手段、演算期間指示手段、蓄積時間制御手段、換算白
レベル判定手段、ラインバッファメモリ装置および第二
の演算処理手段を有し、前記光電変換素子の画素信号レ
ベルが予め設定された値以上の時、前記蓄積時間制御手
段により光蓄積時間を短くして前記光電変換素子の画素
信号レベルを予め設定された値以下とし、前記換算白レ
ベル判定手段により、蓄積時間変更後の画素信号レベル
が変更された蓄積時間に換算した時の白レベル以下と判
定された場合には、蓄積時間を初期値に戻して読取りを
行い、蓄積時間を短くした時のラインデータを前記ライ
ンバッファメモリ装置から読み出し、蓄積時間変更前の
画素信号の光蓄積時間と同一となるよう演算することを
特徴とし、もって、走査時間と無関係に蓄積時間を制御
可能な光電変換素子、光電変換素子の出力信号レベルを
１画素ごとにリファレンス値と比較する信号レベル検出
手段、演算処理を施すデータ期間を指示する演算期間指
示手段、信号レベル検出手段がリファレンス値より大き
い信号レベルを有する光電変換素子の画素を検出した場
合、シャッタ信号を生成して前記光電変換素子にシャッ
タ信号を供給することで蓄積時間を変更する蓄積時間制
御手段、蓄積時間変更時に画素信号レベルと、変更され
た蓄積時間に換算した時の白レベルとを比較する換算白
レベル判定手段、読取り原稿のライン画素データを格納
できるラインバッファメモリ装置、蓄積時間変更時の画
素データを初期の蓄積時間で読み取ったと時と同一とな
るよう演算処理する第二の演算処理手段を有し、ライン
バッファメモリ装置に格納された蓄積時間変更時の画素
データを演算処理することで、プレスキャンを必要とせ
ず、少ないハッファメモリ装置の使用でオーバーフロー
による誤情報の発生の無い画像読取装置を提供するもの
である。

【０００９】請求項５の発明は、請求項２又は４の発明
において、前記蓄積時間制御手段に蓄積時間を指示する
蓄積時間指示手段、前記光電変換素子の画素位置検出手
段、該光電変換素子の画素信号レベルが予め設定された
値以上である飽和画素数を計数する飽和画素数計数手
段、蓄積時間を最短とした時の前記飽和画素の各画素レ
ベル差を求める演算手段、演算結果を判定値と比較して
露光量の程度を判定する判定手段を有し、前記光電変換
素子の画素信号レベルが予め設定された値以上の時、蓄
積時間指示手段は蓄積時間を最短にするよう指示し、最
短時の飽和画素での各画素レベル差が判定値よりも大き
い場合は、蓄積時間を短い方から長い方へ順に切り替
え、判定値よりも小さい場合は、蓄積時間を長い方から
短い方へ順に切り替えるように制御し、光電変換素子の
画素信号レベルが予め設定された値以下となった蓄積時
間での画像の読み取りを行うことを特徴とし、もって、
蓄積時間制御手段が生成する複数のシャッタ信号から１
つのシャッタ信号を指示する蓄積時間指示手段、リファ
レンス値より大きい信号レベルの画素位置を検出する画
素位置検出手段、リファレンス値以上の画素数を計数す
る飽和画素数計数手段、最短蓄積時間に設定した時、前
記リファレンス値以上のレベルを有した各画素の信号レ
ベル差を求める演算手段、前記演算手段結果を判定値と
比較することで、過剰露光の程度を判定する判定手段を
有し、過剰露光の程度が大きい場合は、蓄積時間を短い
方から長い方へと、程度が小さい場合は、蓄積時間を長
い方から小さい方へと順次に変化させることで、短時間
でオーバフローを防ぐ適正な蓄積時間に設定可能な、プ
レスキャンを必要としない、誤情報の発生の無い画像読
取装置を提供するものである。

【００１０】請求項６の発明は、請求項３又は４又は５
の発明において、前記光電変換素子の画素信号レベルが
予め設定された値以上である画素が検出された走査ライ
ンから、前記蓄積時間制御手段によって蓄積時間を短縮
し、前記光電変換素子の画素信号レベルが予め設定され
た値以下とするまでに要した読取りラインを計数するラ
イン計数手段を有し、所要ラインが予め設定したライン
数以上に達する場合は、画素信号レベルが予め設定され
た値以下となった時の蓄積時間で、再度画像の読み取り
を行うことを特徴とし、もって、光電変換素子の画素信
号レベルがリファレンス値以上である画素を検出したラ
インから、蓄積時間制御手段によって蓄積時間を短縮し
光電変換素子の画素信号レベルがリファレンス値以下と
なるまでに要した読取りラインを計数するライン計数手
段を有し、所定ラインが予め設定したライン数以上に達
する場合は、画素信号レベルがリファレンス値以下とな
った時の蓄積時間で画像の読み取りを再度行うことで、
画素データの欠落が無く、誤情報の発生の無い画像読取
装置を提供するものである。

【００１１】請求項７の発明は、請求項３乃至５いずれ
かの発明において、前記光電変換素子の画素信号レベル
が予め設定された値以上である画素が検出された読取り
ラインの次のラインで、前記蓄積時制御手段による画素
信号レベルが予め設定された値以下となった場合は、予
め設定された値以上である画素を検出したラインデータ
を、蓄積時間を短縮して画素信号レベルを予め設定され
た値以下とした時のラインデータで補填することを特徴
とし、もって、光電変換素子の画素信号レベルがリファ
レンス値以上である画素を検出した読取りラインの次の
ラインで、蓄積時間手段による蓄積時間の短縮で画素信
号レベルがリファレンス値以下となった場合は、リファ
レンス値以上である画素を検出したラインデータを、蓄
積時間を短縮し光電変換素子の画素信号レベルをリファ
レンス値以下とした時のラインデータで補填すること
で、画素データの欠落が無く、プレスキャンを必要とし
ない、誤情報の発生の無い画像読取装置を提供するもの
である。

【００１２】請求項８の発明は、請求項１乃至７のいず
れかの発明において、予め設定された値を光電変換素子
の飽和出力にほぼ等しい値に設定し、白基準板を読んだ
時の光電変換素子の画素信号レベルが前記予め設定され
た値より小さくなるよう、光源の光量もしくは光電変換
素子の画素信号の増幅度を制御することを特徴とし、も
って、リファレンス値を光電変換素子の飽和出力にほぼ
等しい値に設定し、白基準板を読んだ時の光電変換素子
の画素信号レベルが前記リファレンス値より小さくなる
よう、光源の光量もしくは光電変換素子の画素信号の増
幅度を制御することで、光電変換素子ダイナミックレン
ジを最大限に活用し、多階調化が達成できる、誤情報の
発生の無い画像読取装置を提供するものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による画像読取装
置の一実施例を説明するための要部構成図で、図中、１
は原稿、２はコンタクトガラス、３はミラー、４は光
源、５はモータ、６は結像レンズ、７は光蓄積時間を制
御できる（電子シャッタ機能を有する）光電変換素子
（ＣＣＤ）、８はサンプルホールド回路、９はＡ／Ｄ変
換回路、１０は暗出力補正回路、１１はシェーディング
補正回路、１２は線密度変換回路、１３はインターフェ
ース、１４は光源駆動回路、１５はモータ駆動制御回
路、１６はＣＣＤ駆動回路、１７は信号レベル検出手
段、１８は蓄積時間制御手段である。

【００１４】コンタクトガラス２にセットされた原稿１
に光源４からの照明光をあて、その反射光をミラー３、
結像レンズ６を順に介してＣＣＤセンサ７に導き、その
面上に原稿像を結像させる。副走査は原稿面をモータ５
によりｘ方向に移動させるこて行なう。ＣＣＤセンサ７
の出力はサンプルホールド回路８でセンサ転送クロック
成分が取り除かれ、増幅された後Ａ／Ｄ変換回路９でデ
ジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換出力は暗出力補正
回路１０で、予め記憶されておいた補正メモリのデータ
を画素ごとに読み出して演算することでＣＣＤセンサ７
の画素ごとの暗出力の補正が行なわれ、シェーディング
補正回路１１で照明系、結像系による明るさのバラツ
ク、ＣＣＤセンサ７の感度のバラツキ等を補正する。こ
れも暗出力補正同様、予め記憶されているデータを補正
メモリから読み出して画素毎に演算して行なう。線密度
変換回路１２により主走査方向の密度変換を必要に応じ
て行ない、インターフェース１３を介して出力装置ある
いは記憶装置へ出力信号を送る。ここで光源４およびＣ
ＣＤセンサ７は、多値画像においても十分なセンサ出力
が得られるような光蓄積時間に設定駆動させている。

【００１５】図２は、ＣＣＤセンサ７の１ライン出力の
一例を示す図で、図中、ＤＳ（Ｅ）は感光部が無く転送
部のみの画素の出力、ＤＳ（Ｓ）は感光部が光シールド
された画素の出力、これに続き原稿読み取りの出力があ
る。このセンサ出力（図２の信号Ａ）をサンプルホール
ド回路８により転送クロック成分を取り除いたアナログ
信号が図２の信号Ｂである。このサンプルホールド回路
８の出力を図示しない別のサンプホールド回路によりＤ
Ｓ（Ｅ）の値をサンプルホールドしてＡ／Ｄ変換回路９
の上限のリファレンス電圧ＶｒｅｆＴとし、白色基準板
を読み込んだ時の出力のピーク値を必要に応じて増幅
し、図示しないピークホールド回路で検出保持したもの
を、Ａ／Ｄ変換回路９の下限のリファレンス電圧Ｖｒｅ
ｆＢとすることで、Ａ／Ｄ変換回路９のダイナミックレ
ンジが決定される。

【００１６】（請求項１の発明）基本的な原稿読み取り
の動作は以上のように行なわれるが、以下に本発明に関
する部分の動作について説明する。出力信号レベル検出
手段１７はサンプルホールド回路８の出力（ＣＣＤ出力
信号）を、予め設定された（リファレンス）値とその大
小を比較する。リファレンス値はＣＣＤ飽和出力レベル
とする。但し、リファレンス値は、これに限定されるも
のではない。蓄積時間制御手段１８はシャッタ信号を出
力信号レベル検出手段１７の結果に応じてＣＣＤに出力
する。

【００１７】図３に示す様に、電子シャッタ機能を有す
るＣＣＤはシャッタ信号により、蓄積時間を制御でき
る。信号ａは電荷移送信号（走査時間）、信号ｂはシャ
ッタ信号、信号ｃはＣＣＤ出力である。シャッタ信号ｂ
を用いていない区間Ｐ１ではセンサ部蓄積可能量以上の
電荷（ｔ１期間）は隣接画素にあふれてしまうが、区間
Ｐ２，Ｐ３ではシャッタｂ信号を用いて蓄積時間を制御
し、それまでに蓄積された電荷（ｔ２，ｔ４期間）を捨
てることで、飽和のない信号（ｔ３，ｔ５期間）を取り
出すことができる。

【００１８】ここで、金属等の光沢性の高い原稿を読み
取ったとすると、入射光量が増大し蓄積電荷量がリファ
レンス値を超える。すると、出力信号レベル検出手段１
７がリファレンス値以上の信号レベルの画素を検出し、
蓄積時間制御手段１８がシャッタ信号を生成するか、も
しくは蓄積時間が短くなるようシャッタ信号の発生タイ
ミングを変化させる。出力信号レベル検出手段１７はラ
イン毎に検出結果がリセットされ、次走査ラインで再び
リファレンス値以上の信号レベルの画素が検出されると
蓄積時間制御手段１８は更に蓄積時間が短くなるように
シャッタ信号の発生タイミングを変化させる。この一連
の動作をリファレンス値以上の信号レベルの画素が検出
されなくなるまで繰り返し行う。そして、リファレンス
値以上の信号レベルの画素が検出されなくなった蓄積時
間で、一連の読み取り動作を再び行う。

【００１９】（請求項２の発明）図４は、請求項２の画
像読取装置の実施例を説明するための図で、全図を通し
て同様の作用をする部分には同一の番号が付してある。
図１に示した発明との違いは、蓄積時間指示手段１９、
光電変換素子の画素位置検出手段２０、画素信号レベル
がリファレンス値以上である（飽和）画素数を計数する
画素数計数手段２１、蓄積時間を最短としたときの前記
飽和画素での各画素レベル差を求める演算手段２２、前
記演算結果を判定値と比較して露光量の程度を判定する
判定手段２３を設けた点である。

【００２０】出力信号レベル検出手段１７がリファレン
ス値より大きいＣＣＤ画素を検出すると、画素位置検出
手段２０が画素位置を検出記憶し、画素数計数手段２１
が連続する飽和画素数を計数するとともに、蓄積時間指
示手段１９が最短の蓄積時間で制御するように指示す
る。一般に、金属等の光沢性の高い原稿を読み取ってオ
ーバーフローを生じた場合、オーバーフロー画素は連続
する。蓄積時間を最短とした時、画素位置検出手段２
０、画素数計数手段２１の情報を基に演算手段２２は前
記飽和画素での各画素レベル差を求める。

【００２１】ここで、金属等の光沢性のある原稿に対
し、露光量の程度の影響を考えてみる。例えば、金属板
を読み取った画素では蓄積される電荷がその容量を越
え、順次隣接画素へ流出して行く。露光量が大きい場
合、流出する電荷量は増え、その結果、影響を受ける画
素も多くなる。図５のａに示すように、信号レベル検出
手段１７がリファレンス値以上の信号レベルの画素（ｎ
画素）を検出したとする。ここで、蓄積時間指示手段１
９により蓄積時間を最短として読み取りを行い、前記ｎ
画素の信号レベル差を演算手段２２により求める。実際
の金属板の読み取り画素数（幅）がｍ（＜ｎ）である
と、図５のｂのように演算結果△ｖが判定値より大きい
画素（ｄ１，ｄｎ）が生じる。ここでは、流出電荷が隣
接のｄ１，ｄｎを超えて、更に隣の画素ｄ０，ｄｎ＋１
にまで及んでいる。この時、判定手段２３は過剰露光の
程度が大きいと判定し、蓄積時間指示手段１９が蓄積時
間の短い方から順に設定するよう蓄積時間制御手段１８
に指示する。信号レベル１７がリファレンス値以上の画
素を検出しなくなるまで蓄積時間を変更し続ける。

【００２２】また、露光量の程度が小さい場合、演算結
果が判定値より大きい画素は生じず、蓄積時間指示手段
１９は蓄積時間の長い方から順に設定するよう蓄積時間
制御手段１８に指示する。図５のｃがその時の最短蓄積
時間での読み取り信号出力を示す。この時は金属板の幅
はｎであり、ｎ画素の信号レベル差が判定値より大きい
画素は生じない。電荷は隣接画素ｄ０，ｄｎ＋１に僅か
に流出しただけである。上述した判定値は、信号のバラ
ツキやノイズの影響を受けない値に設定する。オーバー
フローした場合でも、このようにすることでその程度を
知ることができ、最短の時間で、可能な範囲のダイナミ
ックレンジを活用し得る適切な蓄積時間に設定すること
ができる。

【００２３】（請求項３の発明）図６は、請求項３の画
像読取装置の一実施例を説明するための図で、図１の発
明との違いは、走査位置記憶手段２４、フレームバッフ
ァメモリ装置２５、第一の演算処理手段２６を設けた点
である。走査位置記憶手段２４は、信号レベル検出手段
１７がリファレンス値以上の画素を検出した走査位置
（ライン）を記憶し、フレームバッファメモリ装置２５
はＡ／Ｄ変換された１ページの読み取り画素データを一
時的に格納する。

【００２４】いま、ｋライン目の画素信号レベルがリフ
ァレンス値以上で信号レベル検出手段１７に検出された
とすると、走査位置記憶手段２４がｋラインを記憶す
る。蓄積時間制御手段１８により蓄積時間を制御し、次
のライン（（ｋ＋１）ライン）でリファレンス値以上の
画素が検出されなければ、その時の蓄積時間でページ終
了まで読み取りを行う。第一の演算処理手段２６は、走
査位置記憶手段２４の指示によりフレームバッファメモ
リ装置２５に格納されたｋライン目までの画素データを
演算処理して次段に出力する。ｋライン以降のデータは
演算処理を施さずダイレクトに出力する。仮に蓄積時間
が１／２になったのであれば、ｋライン目までの画素デ
ータを１／２に演算処理する。この時、読取り開始時に
作成した図示しない暗出力補正データおよびシェーディ
ングデータも同様に演算処理して行う。ここでは、リフ
ァレンス値以上の画素を検出した走査ラインのデータを
演算処理して出力するようにしているが、読み取り密度
が４００ｄｐｉの場合、１ライン幅は６４ｕｍであり、
削除しても構わない。

【００２５】（請求項４の発明）図７は、請求項４の画
像読取装置の一実施例を説明するための図で、図６の発
明との違いは、換算白レベル判定手段２７を設け、走査
位置記憶手段２４を演算期間指示手段２８、フレームバ
ッファメモリ装置２５をラインバッファメモリ装置２
９、第一の演算処理手段２６を第二の演算処理３０とし
た点である。換算白レベル判定手段２７は、読取り開始
時に読み取った白基準レベルを蓄積時間変更時のレベル
に換算して、読取り画素信号レベルが白レベルより大き
いかを判定し、ラインバッファメモリ装置２９はＡ／Ｄ
変換された数ライン分の読み取り画素データを一時的に
格納する。

【００２６】いま、ｋライン目の画素信号レベルがリフ
ァレンス値以上で信号レベル検出手段１７に検出され、
蓄積時間制御手段１８により蓄積時間を制御し、（ｋ＋
１）ライン目でリファインス値以上の画素が検出されな
ければ、その時の蓄積時間で読み取りを続ける。この
時、演算期間指示手段２８はラインバッファメモリ装置
２９に格納された（ｋ＋１）ライン目からの画素データ
に演算を施すよう第二の演算処理手段３０に指示を出
す。画素信号レベルがリファレンス値以下となった蓄積
時間においても該当箇所、つまり、初期蓄積時間にリフ
ァレンス値以上の信号レベルを有した画素（オーバーフ
ロー画素）は換算白レベルよりは大きく、換算白レベル
判定手段２７は白レベルより大きいと判定し続ける。オ
ーバーフロー画素がなくなると換算白レベル判定結果が
変化する。（ｋ＋ｘ）ライン目に換算白レベル判定手段
によりオーバーフロー画素の終了が検知されると、蓄積
時間制御手段１８が蓄積時間を初期設定値に戻して読み
取りを続行すると同時に、演算期間指示手段２８が演算
期間の終了を指示する。

【００２７】第二の演算処理手段３０はラインバッファ
メモリ装置２９に格納された画素データを演算期間（ｘ
ライン分）のみ演算処理して次段に出力する。仮に蓄積
時間が１／２になったのであれば、格納画素データを２
倍に演算処理する。この時、オーバーフロー原稿に対応
する画素は白レベルにクランプする。ここでは、蓄積時
間変更時の画素データのみを演算処理するので、暗出力
補正データおよびシェーディングデータはそのまま使用
することができる。上述のように、蓄積時間変更前、ま
たは変更後の画素データを演算処理することにより、プ
レスキャンを要しなくても、オーバーフローによる誤情
報の発生を防ぐことができる。

【００２８】（請求項５の発明）請求項５の画像読取装
置は、請求項３（図６）または請求項４（図７）の画像
読取装置に図４に示す蓄積時間指示手段１９、画素位置
検出手段２０、飽和画素数手段２１、飽和画素の各画素
レベル差を求める演算手段２２、前記演算結果を判定値
と比較して露光量の程度を判定する判定手段２３を付加
したものであり、適切な蓄積時間の設定が最短時間で行
えるようにしたものである。図８に請求項３の発明に適
用した一実施例を示す。

【００２９】（請求項６の発明）図９は、請求項６の画
像読取装置の一実施例を説明するための図で、本実施例
は請求項３（図６）の発明に適用した場合のものであ
り、図６の発明との違いは、適切な蓄積時間設定までに
要した読み取りライン数を計数するライン計数手段３１
を設けたことである。ライン計数手段３１は信号レベル
検出手段１７がリファレンス値以上の画素を検出したラ
インから、蓄積時間制御手段１８により蓄積時間が変更
されてリファレンス値以上の画素がなくなるまでに要し
たライン数を計数し、計数値が限界値に至る場合、前記
変更した蓄積時間で再度読み取りを行うようにする。

【００３０】いま、ｋライン目の画素信号レベルがリフ
ァレンス値以上で信号レベル検出手段１７に検出され、
蓄積時間制御手段１８により蓄積時間を制御し、（ｋ＋
ｙ）ライン目でリファレンス値以上の画素が検出されな
くなったとする。ｙが限界値Ｌよりも小さい場合は、そ
のまま読み取りを続行する。ｙが限界値Ｌよりも大きい
場合は、読み取り画像品質の劣化が激しくなるので、変
更後の蓄積時間での一連の読み取り動作を再度行う。こ
こで、所要ライン数の限界値Ｌは読み取り密度や原稿に
よって変わるものであるが、実験によって求めることが
できる。前記の実施例は、ｙ＝１（＜Ｌ）の場合で、読
み取りを続行したものである。

【００３１】（請求項７の発明）また、請求項７の画像
読取装置は、前記ライン計数手段３１がバッファメモリ
装置に同一ラインデータを繰り返し出力するよう指示す
る機能を有するライン計数手段３２としたもので、ライ
ン計数値が１の場合、リファレンス値以上の画素を含む
ラインデータを次のラインデータで補填するようにし
た。ｋライン目でリファレンス値以上の画素を検出し、
（ｋ＋１）ライン目でリファレンス値以上の画素が検出
されなくなった場合、ライン計数手段３２はｋライン目
のデータを削除し、（Ｋ＋１）ライン目データを繰り返
し読み出すようにバッファメモリ装置を制御する。前述
の実施例では、リファレンス値以上の画素を含むライン
データを演算処理して出力もしくは削除としたが、ここ
ではオーバーフローの無い次ラインのデータを用いるこ
とで画像品位の劣化を最小限に抑えることができる。

【００３２】（請求項８の発明）請求項８の画像読取装
置は、予め設定された値を光電変換素子の飽和出力にほ
ぼ等しい値に設定し、白基準板を読んだ時の光電変換素
子の画素信号レベルが前記予め設定された値より小さく
なるよう、光源の光量もしくは光電変換素子の画素信号
の増幅度を制御するようにしたもので、以上に説明して
きたリファレンス値は、光電変換素子の飽和出力近傍の
値であり、白基準板を読んだ時の光電変換素子の信号レ
ベルが前記リファレンス値より小さくなるよう光源の光
量もしくは光電変換素子の画素信号の増幅度を調整する
ものである。

【００３３】

【発明の効果】請求項１の発明によると、走査時間と無
関係に蓄積時間を制御可能な光電変換素子、光電変換素
子の出力信号レベルを１画素ごどにリファレンス値と比
較する信号レベル検出手段、信号レベル検出手段がリフ
ァレンス値より大きい信号レベルを有する光電変換素子
の画素を検出した場合、シャッタ信号を生成し前記光電
変換素子にシャッタ信号を供給することで蓄積時間を変
更する蓄積時間制御手段とを有し、蓄積時間を変化させ
蓄積電荷量を制御しオーバーフローを防ぐことで、誤情
報の発生の無い画像読取装置を提供することができる。

【００３４】請求項２の発明によると、請求項１の発明
において、走査時間と無関係に蓄積時間を制御可能な光
電変換素子、光電変換素子の出力レベルを１画素ごとに
リファレンス値と比較する信号レベル検出手段、リファ
レンス値より大きい信号レベル画素位置を検出する画素
位置検出手段、信号レベル検出手段がリファレンス値よ
り大きい信号レベルを有する光電変換素子の画素を検出
した場合は、シャッタ信号を生成し前記光電変換素子に
シャッタ信号を供給することで蓄積時間を変更する蓄積
時間制御手段、リファレンス値以上の画素数を計数する
飽和画素数計数手段、蓄積時間制御手段が生成する複数
シャッタ信号から１つシャッタ信号を指示する蓄積時間
指示手段、最短蓄積時間に設定した時、前記リファレン
ス値以上のレベルを有した各画素の信号レベル差を求め
る演算手段、前記演算手段結果を判定値と比較すること
で、過剰露光の程度を判定する判定手段を有し、過剰露
光の程度が大きい場合は、蓄積時間を短い方から長い方
へと、露光の程度が小さい場合は、蓄積時間を長い方か
ら短い方へと順次に変化させることで、短時間でオーバ
ーフローを防ぐ適正な蓄積時間に設定可能な、誤情報の
発生の無い画像読取装置を提供することができる。

【００３５】請求項３の発明によると、走査時間と無関
係に蓄積時間を制御可能な光電変換素子、光電変換素子
の出力信号レベルを１画素ごとにリファレンス値と比較
する信号レベル検出手段、リファレンス値より大きい信
号レベルの画素が発生した走査位置を検出記憶する走査
位置記憶手段、信号レベル検出手段がリファレンス値よ
り大きい信号レベルを有する光電変換素子の画素を検出
した場合は、シャッタ信号を生成し前記光電変換素子に
シャッタ信号を供給することで蓄積時間を変更する蓄積
時間制御手段、１ページの読取り原稿サイズ分の画素デ
ータを格納できるフレームバッファメモリ装置、蓄積時
間変更後の画素信号レベルと同一の蓄積時間データとな
るよう画素データを演算処理する第一の演算処理手段を
有し、フレームバッファメモリ装置に格納された蓄積時
間変更前の画素データを演算処理することで、プレスキ
ャンを必要としない、オーバーフローによる誤情報の発
生の無い画像読取装置を提供することができる。

【００３６】請求項４の発明によると、走査時間と無関
係に蓄積時間を制御可能な光電変換素子、光電変換素子
の出力信号レベルを１画素ごとにリファレンス値と比較
する信号レベル検出手段、演算処理を施すデータ期間を
指示する演算期間指示手段、信号レベル検出手段がリフ
ァレンス値より大きい信号レベルを有する光電変換素子
の画素を検出した場合は、シャッタ信号を生成して前記
光電変換素子にシャッタ信号を供給することで蓄積時間
を変更する蓄積時間制御手段、蓄積時間変更時に画素信
号レベルと、変更された蓄積時間に換算した時の白レベ
ルとを比較する換算白レベル判定手段、読取り原稿のラ
イン画素データを格納できるラインバッファメモリ装
置、蓄積時間変更時の画素データを初期の蓄積時間で読
み取ったと時と同一となるよう演算処理する第二の演算
処理手段を有し、ラインバッファメモリ装置に格納され
た蓄積時間変更時の画素データを演算処理することで、
プレスキャンを必要とせず、少ないハッファメモリ装置
の使用でオーバーフローによる誤情報の発生の無い画像
読取装置を提供することができる。

【００３７】請求項５の発明によると、請求項２又は４
の発明において、蓄積時間制御手段が生成する複数のシ
ャッタ信号から１つのシャッタ信号を指示する蓄積時間
指示手段、リファレンス値より大きい信号レベルの画素
位置を検出する画素位置検出手段、リファレンス値以上
の画素数を計数する飽和画素数計数手段、最短蓄積時間
に設定した時、前記リファレンス値以上のレベルを有す
る各画素の信号レベル差を求める演算手段、前記演算手
段の結果を判定値と比較することで、過剰露光の程度を
判定する判定手段を有し、過剰露光の程度が大きい場合
は、蓄積時間を短い方から長い方へと、露光の程度が小
さい場合は、蓄積時間を長い方から小さい方へと順次に
変化させることで、短時間でオーバフローを防ぐ適正な
蓄積時間に設定可能な、プレスキャンを必要としない、
誤情報の発生の無い画像読取装置を提供することができ
る。

【００３８】請求項６の発明によると、請求項３又は４
又は５の発明において、光電変換素子の画素信号レベル
がリファレンス値以上である画素を検出したラインか
ら、蓄積時間制御手段によって蓄積時間を短縮し光電変
換素子の画素信号レベルがリファレンス値以下となるま
でに要した読取りラインを計数するライン計数手段を設
け、所定ラインが予め設定したライン数以上に達する場
合、画素信号レベルがリファレンス値以下となった時の
蓄積時間で、画像の読み取りを再度行うことで、画素デ
ータの欠落が無く、誤情報の発生の無い画像読取装置を
提供するものである。

【００３９】請求項７の発明によると、請求項３乃至５
いずれかの発明において、光電変換素子の画素信号レベ
ルがリファレンス値以上である画素を検出した読取りラ
インの次のラインで、蓄積時間手段による蓄積時間の短
縮で画素信号レベルがリファレンス値以下となった場合
は、リファレンス値以上である画素を検出したラインデ
ータを、蓄積時間を短縮し光電変換素子の画素信号レベ
ルをリアァレンス値以下とした時のラインデータで補填
することで、画素データの欠落が無く、プレスキャンを
必要としない、誤情報の発生の無い画像読取装置を提供
することができる。

【００４０】請求項８の発明によると、請求項１乃至７
のいずれかの発明において、リファレンス値を光電変換
素子の飽和出力にほぼ等しい値に設定し、白基準板を読
んだ時の光電変換素子の画素信号レベルが前記リファレ
ンス値より小さくなるよう、光源の光量もしくは光電変
換素子の画素信号の増幅度を制御することで、光電変換
素子ダイナミックレンジを最大限に活用し、多階調化が
達成できる誤情報の発生の無い画像読取装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 請求項１の発明による画像読取装置の実施例
を説明するための要部構成図である。

【図２】 ＣＣＤセンサの１ライン出力信号を示す波形
図である。

【図３】 ＣＣＤのシャッタ動作を説明するための信号
波形図である。

【図４】 請求項２の発明による画像読取装置の実施例
を説明するための図である。

【図５】 信号検出手段の画素検出動作を説明するため
の図である。

【図６】 請求項３の発明の実施例を説明するための図
である。

【図７】 請求項４の発明の実施例を説明するための図
である。

【図８】 請求項５の発明の実施例を説明するための図
である。

【図９】 請求項６の発明の実施例を説明するための図
である。

【符号の説明】

１…原稿、２…コンタクトガラス、３…ミラー、４…光
源、５…モータ、６…結像レンズ、７…光電変換素子
（ＣＣＤ）、８…サンプルホールド回路、９…Ａ／Ｄ変
換回路、１０…暗出力補正回路、１１…シェーディング
補正回路、１２…線密度変換回路、１３…インターフェ
ース、１４…光源駆動回路、１５…モータ駆動制御回
路、１６…ＣＣＤ駆動回路、１７…信号レベル検出手
段、１８…蓄積時間制御手段、１９…蓄積時間指示手
段、２０…画素位置検出手段、２１…画素数計数手段、
２２…演算手段、２３…判定手段、２４…走査位置記憶
手段、２５…フレームバッファメモリ装置、２６…第一
の演算処理手段、２７…換算白レベル判定手段、２８…
演算期間指示手段、２９…ラインバッファメモリ装置、
３０…第二の演算処理、３１…ライン計算手段。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿面を走査することにより反射または
   透過した光を結像レンズにより集光して光電変換素子に
   入射させ、前記原稿の反射率または透過率に応じた電気
   信号を画像信号として検出することにより画像情報を得
   る画像読取装置において、走査時間と独立して蓄積時間
   を制御できる光電変換素子、該光電変換素子の画素の信
   号レベルを検出する信号レベル検出手段、及び、該光電
   変換素子の蓄積時間を制御する蓄積時間制御手段を設
   け、前記光電変換素子の画素信号レベルが予め設定され
   た値以上の時、前記蓄積時間制御手段により蓄積時間を
   短くし、前記光電変換素子の画素信号レベルが予め設定
   された値以下となった蓄積時間で再び白基準板を読み取
   って、画像の読み取りを行うことを特徴とする画像読取
   装置。
2. 【請求項２】 前記蓄積時間制御手段に蓄積時間を指示
   する蓄積時間指示手段、前記光電変換素子の画素位置を
   検出する画素位置検出手段、該光電変換素子の画素信号
   レベルが予め設定された値以上である飽和画素数を計数
   する飽和画素数計数手段、蓄積時間を最短とした時の前
   記飽和画素の各画素レベル差を求める演算手段、該演算
   手段の演算結果を判定値と比較して露光量の程度を判定
   する判定手段を有し、前記光電変換素子の画素信号レベ
   ルが予め設定された値以上の時、前記蓄積時間指示手段
   は蓄積時間を最短にするように指示し、最短時の飽和画
   素での各画素レベル差が判定値よりも大きい場合は、蓄
   積時間を短い方から長い方へ順に切り替え、判定値より
   も小さい場合は、積蓄時間を長い方から短い方へ順に切
   り替えるように制御し、前記光電変換素子の画素信号レ
   ベルが予め設定された値以下となった蓄積時間で再び白
   基準板を読み取って、画像の読み取りを行うことを特徴
   とする請求項１記載の画像読取装置。
3. 【請求項３】 原稿面を走査することにより反射または
   透過した光を結像レンズにより集光して光電変換素子に
   入射させ、前記原稿の反射率または透過率に応じた電気
   信号を画像信号として検出することにより画像情報を得
   る画像読取装置において、走査時間と独立して蓄積時間
   を制御できる光電変換素子、該光電変換素子の画素の信
   号レベルを検出する画素信号レベル検出手段、走査位置
   記憶手段、蓄積時間制御手段、フレームバッファメモリ
   装置および第一の演算処理手段を有し、前記光電変換素
   子の画素信号レベルが予め設定された値以上の時、前記
   蓄積時間制御手段により光蓄積時間を短かくして前記光
   電変換素子の画素信号レベルを予め設定された値以下と
   し、以降の読取りは前記変更した蓄積時間で行い、蓄積
   時間を短くする前の画素データを前記フレームバッファ
   メモリ装置から読み出し、蓄積時間変更後の画素信号の
   光蓄積時間と同一となるよう演算することを特徴とする
   画像読取装置。
4. 【請求項４】 原稿面を走査することにより反射または
   透過した光を結像レンズにより集光して光電変換素子に
   入射させ、前記原稿の反射率または透過率に応じた電気
   信号を画像信号として検出することにより画像情報を得
   る画像読取装置において、走査時間と独立して蓄積時間
   を制御できる光電変換素子、該光電変換素子の画素の信
   号レベルを検出する画素信号レベル検出手段、演算期間
   指示手段、蓄積時間制御手段、換算白レベル判定手段、
   ラインバッファメモリ装置および第二の演算処理手段を
   有し、前記光電変換素子の画素信号レベルが予め設定さ
   れた値以上の時、前記蓄積時間制御手段により光蓄積時
   間を短くして前記光電変換素子の画素信号レベルを予め
   設定された値以下とし、前記換算白レベル判定手段によ
   り、蓄積時間変更後の画素信号レベルが変更された蓄積
   時間に換算した時の白レベル以下と判定された場合に
   は、蓄積時間を初期値に戻して読取りを行い、蓄積時間
   を短くした時のラインデータを前記ラインバッファメモ
   リ装置から読み出し、蓄積時間変更前の画素信号の光蓄
   積時間と同一となるよう演算することを特徴とする画像
   読取装置。
5. 【請求項５】 前記蓄積時間制御手段に蓄積時間を指示
   する蓄積時間指示手段、前記光電変換素子の画素位置検
   出手段、該光電変換素子の画素信号レベルが予め設定さ
   れた値以上である画素数を計数する飽和画素数計数手
   段、蓄積時間を最短とした時の前記飽和画素の各画素レ
   ベル差を求める演算手段、演算結果を判定値と比較して
   露光量の程度を判定する判定手段を有し、前記光電変換
   素子の画素信号レベルが予め設定された値以上の時、前
   記蓄積時間指示手段は蓄積時間を最短にするよう指示
   し、最短時の飽和画素での各画素レベル差が判定値より
   も大きい場合は、蓄積時間を短い方から長い方へ順に切
   り替え、判定値よりも小さい場合は、蓄積時間を長い方
   から短い方へ順に切り替えるように制御し、前記光電変
   換素子の画素信号レベルが予め設定された値以下となっ
   た蓄積時間での画像の読み取りを行うことを特徴とする
   請求項３又は４に記載の画像読取装置。
6. 【請求項６】 前記光電変換素子の画素信号レベルが予
   め設定された値以上である画素が検出された走査ライン
   から、前記蓄積時間制御手段によって蓄積時間を短縮
   し、前記光電変換素子の画素信号レベルが予め設定され
   た値以下とするまでに要した読取りラインを計数するラ
   イン計数手段を有し、所要ラインが予め設定したライン
   数以上に達する場合は、画素信号レベルが予め設定され
   た値以下となった時の蓄積時間で、再度画像の読み取り
   を行うことを特徴とする請求項３又は４又は５に記載の
   画像読取装置。
7. 【請求項７】 前記光電変換素子の画素信号レベルが予
   め設定された値以上である画素が検出された読取りライ
   ンの次のラインで、前記蓄積時制御手段による画素信号
   レベルが予め設定された値以下となった場合は、予め設
   定された値以上である画素を検出したラインデータを、
   蓄積時間を短縮して画素信号レベルを予め設定された値
   以下とした時のラインデータで補填することを特徴とす
   る請求項３乃至６のいずれかに記載の画像読取装置。
8. 【請求項８】 予め設定された値を光電変換素子の飽和
   出力にほぼ等しい値に設定し、白基準板を読んだ時の光
   電変換素子の画素信号レベルが前記予め設定された値よ
   り小さくなるよう、光源の光量もしくは光電変換素子の
   画素信号の増幅度を制御することを特徴とする請求項１
   乃至７のいずれかに記載の画像読取装置。