JPH10210282A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゲイン・クランプ調整の精度を高めることが
でき、もって再生された画像の画質を高めることができ
る画像読取装置を提供することを解決すべき課題とす
る。 【解決手段】 デジタル複写機の画像読取装置１におい
ては、ゲイン調整時とオフセット調整時とに、ＣＣＤ１
０からの各出力相の画像データの最大値又は平均値が最
大であるＭＡＸ相と最小であるＭＩＮ相とが検出され、
このＭＡＸ相及びＭＩＮ相についてのみゲイン調整とオ
フセット調整とが再度行われる。ここで、ゲイン又はオ
フセットの再調整は、各出力相の最大値又は平均値が狙
いの範囲にある状態において、ＭＡＸ相とＭＩＮ相の差
がある設定値以下になるまで行われ、ゲイン・クランプ
調整の精度が高められ、もって再生された画像の画質が
高められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル複写機、
デジタルＰＰＣ、ファクシミリ、イメージスキャナ等に
設けられる、ＣＣＤ等のイメージセンサを用いて画像を
読み取る画像読取装置に関するものであって、とくに該
画像読取装置における画像信号の量子化（ゲイン・クラ
ンプ調整）手法の改善に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、デジタル複写機、デジタルＰＰ
Ｃ、ファクシミリ、イメージスキャナなどといった画像
処理装置には、原画像を読み取って電気的な画像信号に
変換する画像読取装置が設けられるが、かかる画像読取
装置には、原画像に対応する光（例えば、原画像の反射
光、透過光等）を電気信号に変換するイメージセンサと
してＣＣＤ（Charged couple device）を用いたものが
多用されている。

【０００３】このようなＣＣＤを用いた画像読取装置
は、普通、原画像に対応する光をＣＣＤで電気的なアナ
ログ画像信号に変換し、このアナログ画像信号に対して
信号補正回路で、予め設定された基準原画像（例えば、
白色基準板、黒色基準板等）に対応するＣＣＤへの入射
光について、予め設定された強度（狙い値）の画像信号
が得られるよう、ゲイン調整及びクランプ調整（オフセ
ット調整）等の信号補正処理（以下、これを「ゲイン・
クランプ調整」という）を施した上で、該信号をＡ／Ｄ
変換器でデジタル画像信号に変換するようになっている
（例えば、特開平４−３２０１５９号公報、特開昭６３
−２７６９７１号公報参照）。

【０００４】かかる従来の画像読取装置では、一般に、
アナログ画像信号は複数の出力相に分割してＣＣＤから
出力され、各出力相ごとに個別的にゲイン・クランプ調
整が施されるようになっている（例えば、特開平５−２
４４３４０号公報参照）。なお、個別的にゲイン・クラ
ンプ調整が施された各出力相のアナログ画像信号は、各
別にＡ／Ｄ変換された後、信号合成回路により合成処理
されて１系統のデジタル画像信号となり、又は信号合成
回路で１系統のアナログ画像信号に合成処理された後、
Ａ／Ｄ変換されて１系統のデジタル画像信号となる。

【０００５】ところで、このように各出力相の画像信号
に対して個別的にゲイン・クランプ調整を施すと、各出
力相の信号補正回路の信号補正特性（ゲイン、オフセッ
ト等）の各出力相間でのばらつき等により、同一条件の
原画像に対する画像信号に各出力相間でレベル差が生じ
るのは避けがたい。そこで、このような各出力相間のレ
ベル差をなくしあるいは低減するために、上記ゲイン・
クランプ調整後に各出力相の信号補正特性を再調整する
ようにした画像読取装置が提案されている（例えば、特
開平５−２２７４２９号公報、特開平５−２９２２４２
号公報、特開平５−１６１００８号公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、ＣＣＤか
ら複数の出力相に分割して画像信号が出力されるように
なっている従来の画像読取装置では、まず各出力相の信
号補正処理後の画像信号（補正画像信号）が狙い値によ
り近い値となるように各信号補正回路の信号補正特性を
調整した後、さらに各出力相間での補正画像信号のレベ
ル差が小さくなるように信号補正特性を再調整するとい
ったゲイン・クランプ調整を行うようにしているが、こ
れらにおいてはいずれも各出力相間のレベル差を低減す
るための基準となる出力相は固定されている。このた
め、各出力相の補正画像信号を狙い値に調整した後に各
出力相間のレベル差を低減するための調整を行うと、こ
の基準となる出力相の補正画像信号が他の出力相の補正
画像信号に比べて狙い値から離れている場合、全ての出
力相の補正画像信号が狙い値から離れてしまうことにな
る。したがって、たとえ各出力相の補正画像信号が許容
誤差の範囲内に入っていても、再生画像の画質を狙いと
する画質に十分に近づけることができないといった問題
がある。

【０００７】さらに、かかる従来の画像読取装置におけ
るゲイン・クランプ調整では、例えばアナログ画像信号
を２５６階調のデジタル画像信号に量子化する場合にお
いて狙い値を３に設定すると、該調整はデジタル処理で
あるので、実際には２.５〜３.５の間に調整されること
になる。このため、最悪の場合、２出力のものでは隣り
合う画素の出力差が最大で１階調近くになり、画像上に
おける粒状性の劣化や文字のエッジのボケ等が生じるお
それがあるといった問題がある。また、データの水増し
方式による電気変倍で画像を拡大する場合は、その影響
がとくに顕著にあらわれるといった問題がある。

【０００８】つまり、複数のＣＣＤを備えた従来の画像
読取装置においては、十分な精度のゲイン・クランプ調
整手法が確立されておらず、再生された画像の画質が十
分には高められない。なお、かかる画像読取装置におい
ては、今後その処理速度を高める必要上ＣＣＤの出力相
数が増加するものと予測されるのにもかかわらず、出力
相数の多い画像読取装置におけるゲイン・クランプ調整
手法は全く確立されていない。本発明は、上記従来の問
題点を解決するためになされたものであって、ゲイン・
クランプ調整の精度を高めることができ、もって再生さ
れた画像の画質を高めることができる画像読取装置を提
供することを解決すべき課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決すべく
なされた本発明の第１の態様にかかる画像読取装置は、
（ａ）原画像に対応する光を電気的な画像信号に変換
し、該画像信号を少なくとも３つの出力相に分割して出
力するイメージセンサ（例えば、ＣＣＤ）と、（ｂ）上
記各出力相ごとに設けられ、それぞれ、上記イメージセ
ンサから出力された対応する画像信号を所定の補正特性
で補正して補正画像信号を出力する補正回路と、（ｃ）
上記各補正回路から出力された補正画像信号を検出する
補正画像信号検出手段と、（ｄ）上記各補正回路の補正
特性を、所定の基準原画像に対する補正画像信号が上記
基準原画像についての所定の狙い値に近づくように調整
する第１の補正特性調整手段と、（ｅ）上記第１の補正
特性調整手段による調整の後、上記各出力相において、
それぞれ、上記基準原画像に対する所定の１群の補正画
像信号の代表値を算出する代表値算出手段と、（ｆ）上
記代表値が最も大きい第１の出力相と、上記代表値が最
も小さい第２の出力相とを検出する極端出力相検出手段
と、（ｇ）上記第１及び第２の出力相の補正回路の補正
特性を、それぞれ、上記基準原画像に対する補正画像信
号が上記狙い値に近づくように再調整する第２の補正特
性調整手段とが設けられていることを特徴とするもので
ある。

【００１０】少なくとも３つの出力相を有するイメージ
センサを備えた上記画像読取装置のゲイン・クランプ調
整においては、補正回路の補正特性（ゲイン、オフセッ
ト等）が、まず各出力相の基準原画像に対する補正画像
信号がそれぞれ予め決められた狙い値（白基準値、黒基
準値）となるように調整され（以下、この調整を「第１
ゲイン・クランプ調整」という）、この後さらに各出力
相間の上記補正画像信号のレベル差が最小となるように
再調整される（以下、この調整を「第２ゲイン・クラン
プ調整」という）。ここで、第２ゲイン・クランプ調整
は、基準原画像に対する補正画像信号の代表値が最大で
ある第１の出力相（以下、これを「ＭＡＸ相」という）
と該代表値が最小である第２の出力相（以下、これを
「ＭＩＮ相」という）とについて、基準原画像に対する
補正画像信号が狙い値に近づくように再調整するといっ
た手法で行われる。なお、この第２ゲイン・クランプ調
整は、複数回繰り返され、あるいは各出力相の上記代表
値が狙いの範囲内にある限りにおいてＭＡＸ相とＭＩＮ
相の差が所定の設定値以下となるまで繰り返されるのが
好ましい。かかるゲイン・クランプ調整によれば、第１
ゲイン・クランプ調整によって各出力相の基準原画像に
対する補正画像信号がほぼ狙い値となるよう補正特性が
調整された後、通常は狙い値から最も離れているＭＡＸ
相及びＭＩＮ相についてのみ補正特性が再調整される。
したがって、簡素ないしは簡単な手順で、各出力相の基
準原画像に対する補正画像信号を狙い値に近づけること
ができ、かつ各出力相間の補正画像信号のレベル差を小
さくすることができる。よって、この画像読取装置によ
れば、ゲイン・クランプ調整の精度を高めることがで
き、もって再生される画像の画質を十分に高めることが
できる。

【００１１】上記画像読取装置においては、上記代表値
が、各出力相における基準原画像に対する上記１群の補
正画像信号の平均値であるのが好ましい。一般に、平均
値はばらつきのあるデータ群の特徴を最も的確にあらわ
す代表値であるので、このようにすればゲイン・クラン
プ調整の精度が高められる。また、上記基準原画像が白
色基準板である場合は、上記代表値が、各出力相におけ
る基準原画像に対する上記１群の補正画像信号の最大値
であるのが好ましい。このようにすれば、各出力相の補
正回路内での補正特性のばらつきにより、一部の補正画
像信号が許容範囲を超えるのが防止され、ゲイン・クラ
ンプ調整の精度が一層高められる。

【００１２】また、本発明の第２の態様にかかる画像読
取装置は、（ａ）原画像に対応する光を電気的な画像信
号に変換し、該画像信号を複数の出力相に分割して出力
するイメージセンサ（例えば、ＣＣＤ）と、（ｂ）上記
各出力相ごとに設けられ、それぞれ、上記イメージセン
サから出力された対応する画像信号を所定の補正特性で
補正して補正画像信号を出力する補正回路と、（ｃ）上
記各補正回路から出力された補正画像信号を検出する補
正画像信号検出手段と、（ｄ）上記各補正回路の補正特
性を、所定の基準原画像に対する補正画像信号が上記基
準原画像についての所定の狙い値に近づくように調整す
る第１の補正特性調整手段と、（ｅ）上記第１の補正特
性調整手段による調整が行われた後、上記基準原画像に
対する補正画像信号が、上記狙い値に最も近い出力相を
検出する最良出力相検出手段と、（ｆ）上記最良出力相
検出手段によって検出された出力相を基準にして、各出
力相間における補正画像信号のレベル差が小さくなるよ
うに上記各補正回路の補正特性を再調整する第２の補正
特性調整手段とが設けられていることを特徴とするもの
である。

【００１３】複数の出力相を有するイメージセンサを備
えた、本発明の第２の態様にかかる画像読取装置のゲイ
ン・クランプ調整においては、前記の本発明の第１の態
様にかかる画像読取装置の場合と同様に第１ゲイン・ク
ランプ調整が実施される。そしてこの後、各出力相間の
補正画像信号のレベル差が最小となるように第２ゲイン
・クランプ調整が実施されるが、これは第１の態様にか
かる画像読取装置の場合とは異なり、次のような方法で
実施される。すなわち、第２ゲイン・クランプ調整は、
基準原画像に対する補正画像信号が狙い値に最も近い出
力相を検出し、この出力相を基準にして各出力相間にお
ける該補正画像信号のレベル差が小さくなるように各補
正回路の補正特性を再調整するといった手法で行われ
る。かかるゲイン・クランプ調整によれば、第１ゲイン
・クランプ調整によって各出力相の基準原画像に対する
補正画像信号がほぼ狙い値となるよう補正特性が調整さ
れた後、狙い値に最も近い出力相を基準にして、各出力
相間のレベル差が低減されるように補正特性が再調整さ
れる。したがって、簡素ないしは簡単な手順で、各出力
相の補正画像信号を狙い値に近づけることができ、かつ
各出力相間の補正画像信号のレベル差を小さくすること
ができる。よって、この画像読取装置によれば、ゲイン
・クランプ調整の精度を高めることができ、もって再生
される画像の画質を十分に高めることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しつつ、
デジタル複写機を例にとって、本発明の実施の形態を具
体的に説明する。 （実施の形態１）図１に示すように、本発明の実施の形
態１にかかるデジタル複写機は、実質的に、原稿画像を
読み取って画像データ（デジタル画像信号）に変換する
画像読取装置１(以下、これを「ＩＲ部１」という)と、
該ＩＲ部１から出力される画像データを記憶するメモリ
部２と、該メモリ部２から出力される画像データに基づ
いて原稿画像に対応する画像を再生してこれを印字・出
力するプリンタ部３(以下、これを「ＰＲ部３」という)
とで構成されている。

【００１５】ＩＲ部１には、原稿４に光を照射する露光
ランプ５と、第１〜第３反射鏡６〜８及びレンズ９等を
介して原稿４からの反射光を導く結像光学系と、該結像
光学系を介して導かれた入力光を電気的なアナログ画像
信号に変換するＣＣＤ１０と、該ＣＣＤ１０から出力さ
れたアナログ画像信号を量子化処理するアナログ画像処
理部２３（図２参照）及び量子化されたデジタル画像信
号に各種画像処理・画像加工等を施すデジタル画像処理
部２４（図２参照）を備えた画像処理部１１とが設けら
れている。また、図１中には詳しくは示されていない
が、ＩＲ部１には、各種調整や画像処理等を行うために
１ライン分の画像データを記憶する記憶部と、これらの
画像データをモニタするＣＰＵとが設けられている。な
お、このＣＰＵは、スライダ制御、各種通信、各種画像
処理等をも行うようになっている。

【００１６】メモリ部２は周知のものであるが、以下こ
れを簡単に説明する。メモリ部２は、詳しくは図示して
いないが、画像メモリ、圧縮部、符号メモリ、伸長部等
で構成されている。そして、ＩＲ部１から出力された画
像データ（デジタル画像信号）は、画像メモリに書き込
まれた後、圧縮部で圧縮され、符号メモリに書き込まれ
る。符号メモリに書き込まれた画像データは、ＩＲ部１
とは別のＣＰＵ（図示せず）の指示によって読み出さ
れ、伸長部で伸長されてから画像メモリに書き込まれ、
この後ＰＲ部３に対して出力される。したがって、この
デジタル複写機では、１回の読み取りで複数枚のコピー
をとることができる。なお、従来の普通のＰＰＣ（Plai
n paper copy）では、ＩＲ部はコピー枚数に対応する回
数だけ原稿を読み取るようになっている。

【００１７】ＰＲ部３は周知のものであるが、以下これ
を簡単に説明する。ＰＲ部３においては、これに入力さ
れた画像データに基づいて半導体レーザ装置１２が変調
(ＯＮ／ＯＦＦ、強度、ＰＷＭ等)制御され、該半導体レ
ーザ装置１２から出力されたレーザビームが反射ミラー
１３等を備えた光学系を介して感光体ドラム１４に導か
れ、このレーザビームが感光体ドラム１４上で走査され
て該感光体ドラム１４上に原稿４に対応する潜像が形成
される。そして、感光体ドラム１４上に形成された潜像
は、現像部１５によって現像され、この現像された画像
は、第１〜第４用紙トレー１６〜１９から供給される用
紙に転写される。このようにして、電子写真プロセスに
より用紙上に形成された印字画像は定着部２０で定着さ
れ、この後画像を伴った用紙（コピー）がローラ２１を
介してＰＲ部３から取り出される。

【００１８】以下、図２及び図３を参照しつつ、本発明
にかかるＩＲ部１について、とくにこのＩＲ部１を構成
する光電変換部２２とアナログ画像処理部２３とデジタ
ル画像処理部２４とについて詳しく説明する。図２と図
３（ａ）とに示すように、光電変換部２２の一部をなす
ＣＣＤ１０は、２相の駆動パルスによって駆動され、２
つの転送レジスタ３９、４０によりアナログ画像信号を
４つの出力相ＯＳ１〜ＯＳ４に分割して出力バッファ４
１〜４４から同一位相で出力する縮小型ラインイメージ
センサである。光を受光するフォトダイオード３８に
は、複数の画素が第１画素から順番に一直線状に配置さ
れ、これらの各画素で読み取られた信号は、４画素毎に
４つの出力相ＯＳ１〜ＯＳ４に振り分けて出力される。
例えば、第１出力相ＯＳ１へは、第１、第５、第９・・
・番目の画素の信号が出力される。

【００１９】従来のデジタル複写機等で用いられている
普通のＣＣＤは、２相の駆動パルスで駆動され、１つの
出力相(１レジスタ)又は２つの出力相(２レジスタ)を有
する縮小型ラインイメージセンサである。図３（ｂ）
に、２つの転送レジスタ３９、４０によりアナログ画像
信号を２つの出力相ＯＳ１〜ＯＳ２に分割して出力バッ
ファ４１〜４２から同一位相で出力する従来のＣＣＤの
一例を示す。これに対して、本発明にかかるＩＲ部１の
ＣＣＤ１０は、より高速動作を達成するために、転送レ
ジスタ３９、４０から画像信号を出力する際に、それぞ
れ画像信号を２つに分割して画像信号の送信スピードを
２倍に上げようとするものである。なお、光電変換部２
２には、ＣＣＤ１０のほか、ＥＥＰＲＯＭ３６とドライ
バ３７とが設けられている。

【００２０】アナログ画像処理部２３には、各出力相ご
とにそれぞれ、サンプルホールド部２５（以下、これを
「Ｓ／Ｈ部２５」という）とゲイン部２６とクランプ部
２７とＡ／Ｄ変換部２８とが設けられている。そして、
４つの出力相に対して１つの出力合成部２９が設けられ
ている。また、このアナログ画像処理部２３には、この
ほかタイミング調整及びゲイン・クランプ調整を行う調
整部３５が設けられている。

【００２１】各出力相のＳ／Ｈ部２５は、それぞれ、こ
れに入力されるサンプルホールドパルスの「Ｈ」期間で
信号をサンプルし、立ち下がりエッジ(「Ｌ」期間)の電
圧をホールドすることにより、ＣＣＤ１０から出力され
た波形のうち駆動パルス(ＲＳ)により生じたノイズ部分
を取り除いて画像信号出力の安定した部分のみを取り出
すものである。各出力相のゲイン部２６は、それぞれ、
ＣＰＵ３３からの設定信号をＤ／Ａ変換器（図示せず）
を介して取り入れ、ＣＣＤ１０の出力電圧が最適な量子
化範囲に入るように、増幅器（図示せず）の増幅率を任
意に変化させるものである。各出力相のクランプ部２７
は、それぞれ、ＣＰＵ３３からの設定信号をＤ／Ａ変換
器（図示せず）を介して取り入れ、ＣＣＤ出力の最適な
量子化を達成するために、基本的にはＣＣＤ１０の黒基
準電圧をＡ／Ｄ変換部２８の下限電圧レベルに合わせる
よう任意のレベルに変化させるものである。ここで、Ｃ
ＣＤ１０の黒基準電圧は、ＣＣＤ１０に設けられている
画素を光学的に遮蔽したＯＢ(オプティカルブラック)の
電圧であり、１ラインごとに設定されたレベルに合わせ
るために、ＣＣＤ１０をはじめとする素子・回路の温度
特性等の経時変化を吸収することができる。

【００２２】Ａ／Ｄ変換部２８は、予め設定された量子
化範囲に入るように調整されて入力されるＣＣＤ１０の
出力信号を２５６階調に量子化(デジタル信号化)するも
のである。出力合成部２９は、上記のようにＣＣＤ１０
の４つの出力相でそれぞれパラレル処理された４つのデ
ジタル画像信号を、ＣＣＤ１０で読み取った画素の順番
通りにシリアル信号に合成するものである。

【００２３】デジタル画像処理部２４には、シェーディ
ング補正部３０と画像処理加工部３１と画像モニタ３２
とＣＰＵ３３とパルス発生部３４とが設けられている。
ここで、シェーディング補正部３０は、露光ランプ５の
配光ムラと、レンズの周辺ダレ等による光学系全体とし
ての配光ムラと、ＣＣＤ１０の画素ごとの感度ムラと
を、ＣＣＤ１０で白色基準板を読み取った１ライン分の
データに基づいて演算処理を行って補正するものであ
る。なお、露光ランプ５が蛍光灯の場合は周辺部のダレ
が大きくなるといった配光ムラが生じ、ハロゲンランプ
の場合はフィラメントでの光量リップルが存在するとい
った配光ムラが生じる。画像モニタ部３２は、ＣＣＤ１
０で読み取った１ライン分の画像データをそのメモリに
格納する。この画像データはＣＰＵ３３が自由に読み出
すことができるものである。

【００２４】次に、ＩＲ部１における各種調整について
説明する。光量調整は、予め設定された量子化範囲にお
いて、ＣＣＤ１０で白色基準板を読み取った１ライン分
の画像データ中の最大値をＣＰＵ３３で検出し、その値
が設定値(許容範囲)になるように露光ランプ５(ハロゲ
ン)の出力光量を調整するといった手順で行われる。そ
の際、ＣＣＤ１０の出力電圧が、読み取りの際に飽和し
ないレベルに調整される。また、出力光量の調整は、Ｃ
ＰＵ３３が自動的に行ってもよく、また可変抵抗(ボリ
ューム)の抵抗を変化させることにより行ってもよい。
露光ランプ５が蛍光灯の場合には、光量調整は電源投入
時に調整を行い、ＣＣＤ感度とその時の蛍光灯の劣化状
況とに応じてインバータの出力を変化させる(これは、
一般的には「調光」と呼ばれる)。

【００２５】ゲイン・オフセット調整は、露光ランプ５
がハロゲンランプである場合は、電源投入時に行われ
る。露光ランプ５が蛍光灯である場合は、周囲温度(管
壁温度)等により光量が変化するので、原稿４の読み取
りを開始する前に最適な量子化を行えるよう、ゲイン・
クランプ部において調整を行う必要がある。具体的に
は、まずゲイン・クランプの設定値を初期値にした後、
ランプ点灯前に１ライン分の画像データを読み取り、Ｃ
ＰＵ３３により１ライン分の画像データの平均値を各出
力相ごとに求める。この平均値を予め設定サレタ狙い値
(黒基準値)と比較し、一致していない出力相の処理系に
対してクランプ設定値を変化させ、上記平均値が狙い値
に近づくよう調整する。この平均値を算出する際には、
出力値のばらつきを考慮し、ある一定のオフセットを持
たせた狙い値にして正確な平均値を算出できるように
し、オフセット除去部（図示せず）でそのオフセット分
を減算する。

【００２６】次に、露光ランプ５を点灯し、白色基準板
に対する１ライン分の画像データを読み取り、ＣＰＵ３
３により１ライン中の最大値を各出力相ごとに検出し、
予め設定された狙い値(白基準値)と比較する。そして、
上記最大値が狙い値と一致するようゲイン設定値を変化
させる。上記調整により、白と黒の基準(狙い)にゲイン
とオフセットとが調整され、ＣＣＤ１０の読み取りデー
タの最適な(狙いの)量子化が行われる。なお、シェーデ
ィング補正用のデータは、この調整後に読み取られ、こ
の後原稿の読み取りが開始される。

【００２７】なお、ＣＣＤ１０は、ここに挙げたタイプ
のもののほか、１つのレジスタの出力を３つ以上の出力
相に分割するタイプのものや、３つ以上のレジスタを用
い３つ以上の出力相をもつタイプのもの(１レジスタ・
１出力相タイプのもの、あるいは１レジスタ・複数出力
相タイプのもの)、あるいは複数のＣＣＤチップを並べ
たマルチチップタイプ(１チップ上に複数ラインを平行
に並べたものも含む)のものであってもよい。また、ゲ
イン部２６は、増幅率を固定しておいてＡ／Ｄ変換部２
８の基準電圧(上限)を同様に変化させたり、増幅率と基
準電圧とをともに変化させるといった構成であってもよ
い。また、これらを変化させる手段は、Ｄ／Ａ変換器以
外の手段であってもよい。

【００２８】以上、ＩＲ部１の一般的な調整方法を説明
をしてきたが、以下では本発明の要旨にかかるゲイン・
クランプ調整方法を説明する。従来のゲイン・クランプ
調整において、オフセット調整を行う際には、ＣＣＤの
各出力相ごとの画像データの平均値を予め設定された狙
い値(黒基準値)と比較し、一致していない出力の処理系
に対してクランプ設定値を変化させて狙い値に近づける
ように調整している。また、ゲイン調整を行う際には、
ＣＣＤの各出力相ごとの最大値を予め設定された狙い値
(白基準値)と比較し、狙い値に近づけるようにゲイン設
定値を変化させるようにしている。しかしながら、ＣＣ
Ｄの出力が３つ以上ある場合には、上記のような従来の
調整方法では、調整後も各出力相間でのばらつきが存在
し、画像上、粒状性の劣化や文字のエッジのボケ等の原
因となる。また、データの水増し方式での電気変倍で画
像を拡大する場合には、その影響が顕著に表れてくるた
め画像の高画質化を図ることは困難である。

【００２９】そこで、本発明にかかるゲイン・オフセッ
ト調整は、図４〜図５のフローチャートに示すような手
順で行われる。すなわち、まずステップＴ１でゲイン及
びクランプの設定値が初期値に設定され、続いてステッ
プＴ２でスライダが外乱光等の光が入らない位置に移動
させられる。そして、ステップＴ３で露光ランプ５が点
灯されていない状態で１ライン分の画像データが読み取
られ、続いてステップＴ４でオフセット調整が行われ、
この後ステップＴ５でＣＰＵ３３により上記の１ライン
分の画像データの平均値が各出力相ごとに求められる。
次に、ステップＴ６で、画像データの平均値が最大であ
る出力相（ＭＡＸ相）と最小である出力相（ＭＩＮ相）
とがＣＰＵ３３により検出される。

【００３０】この後、ステップＴ７で、ＭＡＸ相の画像
データの平均値とＭＩＮ相の画像データの平均値の差が
予め設定された設定値と比較され、上記差が設定値を超
えていれば、ステップＴ９でＭＡＸ相及びＭＩＮ相のク
ランプ設定値が、画像データの平均値が狙い値に近づく
ように変化させられる。そして、ステップＴ１０でオフ
セット調整回数が所定の回数（オフセット調整終了回
数）に達しているか否かが比較され、達していなければ
前記のステップＴ３〜ステップＴ９が繰り返される。

【００３１】他方、ステップＴ７でＭＡＸ相の画像デー
タの平均値とＭＩＮ相の画像データの平均値の差が上記
設定値以下であると判定されれば、ステップＴ８で各出
力相の画像データの平均値が狙い範囲内にあるか否か比
較され、狙い範囲内にあればオフセット調整は完了し、
ステップＴ１１以下のゲイン調整のためのルーチンが実
行される。しかしながら、ステップＴ８で各出力相の画
像データの平均値が狙い範囲内にないと判定された場合
は、ステップＴ９でＭＡＸ相及びＭＩＮ相のクランプ設
定値が、画像データの平均値が狙い値に近づくよう変化
させられる。つまり、このようなオフセットの調整が、
各出力相の画像データの平均値が狙いの範囲内にあり、
かつＭＡＸ相の画像データの平均値とＭＩＮ相の画像デ
ータの平均値の差がある設定値以下になるまで繰り返さ
れる。

【００３２】そして、ゲイン調整のためのルーチンが開
始されると、まずステップＴ１１でスライダが白色基準
板位置まで移動させられ、次にステップＴ１２で露光ラ
ンプ５が点灯されて白色基準板の１ライン分の画像デー
タが読み取られ、続いてステップＴ１３でゲイン調整が
行われ、さらにステップＴ１４でＣＰＵ３３により上記
の１ライン分の画像データの最大値が各出力相ごとに求
められる。次に、ステップＴ１５で、画像データの最大
値が最大である出力相（ＭＡＸ相）と最小である出力相
（ＭＩＮ相）とがＣＰＵ３３により検出される。

【００３３】この後、ステップＴ１６で、ＭＡＸ相の画
像データの最大値とＭＩＮ相の画像データの最大値の差
が予め設定された設定値と比較され、上記差が設定値を
超えていればステップＴ１８でＭＡＸ相及びＭＩＮ相の
ゲイン設定値が、画像データの最大値が狙い値に近づく
ように変化させられる。そして、ステップＴ１９でゲイ
ン調整回数が所定の回数（ゲイン調整終了回数）に達し
ているか否かが比較され、達していなければステップＴ
１２〜ステップＴ１８が繰り返される。

【００３４】他方、ステップＴ１６でＭＡＸ相の画像デ
ータの最大値とＭＩＮ相の画像データの最大値の差が上
記設定値以下であると判定されれば、ステップＴ１７で
各出力相の画像データの最大値が狙い範囲内にあるか否
か比較され、狙い範囲内にあればこのゲイン・オフセッ
ト調整は完了する。しかしながら、ステップＴ１７で、
各出力相の画像データの最大値が狙い範囲内にないと判
定された場合は、ステップＴ１８でＭＡＸ相及びＭＩＮ
相のゲイン設定値が、画像データの最大値が狙い値に近
づくように変化させられる。つまり、このようなゲイン
の調整が、各出力相の画像データの最大値が狙いの範囲
内にあり、かつＭＡＸ相の最大値とＭＩＮ相の最大値の
差がある設定値以下になるまで繰り返される。

【００３５】上記調整により、白と黒の基準(狙い)にゲ
インとオフセットが調整され、各出力相間でのばらつき
も小さく、ＣＣＤ１０の読み取りデータの最適な(狙い
の)量子化が行われる。なお、シェーディング補正用の
データは、この調整後に読み取られ、この後原稿４の読
み取りが開始される。

【００３６】（実施の形態２）以下、デジタル複写機を
例にとって、本発明の実施の形態２を具体的に説明す
る。しかしながら、実施の形態２にかかるデジタル複写
機の構造は、基本的には前記の実施の形態１にかかるデ
ジタル複写機と同様であり、ただゲイン・クランプ調整
の調整手法が異なるだけである。そこで、以下では説明
の重複を避けるため、図６〜図７を参照しつつ、実施の
形態２にかかるデジタル複写機のＩＲ部１のゲイン・ク
ランプ調整の調整方法についてのみ説明を行う。

【００３７】なお、実施の形態２にかかるデジタル複写
機においても、ＣＣＤ１０は、１つの転送レジスタの出
力信号を３つ以上に分割するタイプのもの、３つ以上の
転送レジスタをもち４つ以上の出力相をもつタイプのも
の、あるいは複数のＣＣＤを並べたタイプのものであっ
てもよい。また、ゲイン部２６は、増幅率を固定してお
きＡ／Ｄ変換部２８の基準電圧(上限)を変化させるタイ
プのものであっても、あるいは増幅率と基準電圧とをと
もに変化させるタイプのものであってもよい。また、こ
れらを変化させる手段は、Ｄ／Ａ変換器以外のものであ
ってもよい。

【００３８】実施の形態２にかかるデジタル複写機のＩ
Ｒ部１において、同一光をＣＣＤ１０にあてた場合、同
一の転送レジスタ３９、４０から出力される画像信号に
ついては、オフセット成分(温度特性等の経時変化)や転
送効率が同一であるのでその出力は同一となり、したが
ってこれらについてはゲイン・クランプ調整の設定値は
同一値を用いることができる。

【００３９】図６と図７とに示すように、このゲイン・
クランプ調整においては、まずステップＳ１で、調整部
３５（ゲイン・クランプ調整部）によって、ゲイン設定
値及びクランプ設定値にそれぞれ初期値が設定される。
続いて、ステップＳ２で、露光ランプ５が消灯している
状態において、１ライン分の画像データがＣＣＤ１０に
よって読み取られ、ＣＣＤ１０から出力されたアナログ
画像データがアナログ画像処理部２３によってデジタル
画像データに変換され、このデジタル画像データは画像
モニタ３２に格納される。そして、ステップＳ３で、画
像モニタ３２に格納されたデジタル画像データから、Ｃ
ＰＵ３３によって１ラインの画像データの平均値(ＡＶ
１)が各出力相ごとに算出される。

【００４０】次に、ステップＳ４で、これらの画像デー
タの平均値が、予め設定された狙い値(黒基準値)と比較
され、平均値が狙い値の範囲内に入っていない出力相の
処理系に対しては、ステップＳ１０でクランプ設定値を
変化させることにより、狙い値に近づくようクランプ調
整が行われ、クランプ調整後の画像データの平均値(Ａ
Ｖ２)がＣＰＵ３３内部のメモリに格納される。

【００４１】しかしながら、このように各出力相につい
てそれぞれ画像データの平均値が狙い値となるように調
整した場合、例えば２５６階調に量子化するときに狙い
値を「３」に設定すると、デジタル処理ゆえに実際には
２.５〜３.５の間に調整されることになる。したがっ
て、最悪の場合、２出力のものでは隣合う画素の出力差
が最大で１階調近くになる(これはあくまで１ラインの
平均値であり、データのばらつきがあるため、実際には
これ以上の差が生じる)。このため、画像上、粒状性の
劣化や文字のエッジのボケ等が生じるおそれがあり、ま
たデータの水増し方式による電気変倍で画像を拡大する
場合は、このような不具合が顕著にあらわれてくるた
め、より精度の高いクランプ調整が必要となる。

【００４２】このような不具合の発生を防止するため、
ステップＳ５〜ステップＳ８で、狙い値(黒基準値)に調
整された各出力相ごとの画像データの平均値(ＡＶ２)を
ＣＰＵ３３内部のメモリから読みだし、狙い値(黒基準
値)により近い（最も近い）画像データの平均値(ＡＶ２
−１)を基準にして、出力相間のレベル差を低減するよ
うにしている。具体的には、ステップＳ５で、狙い値に
より近い（最も近い）出力相（以下、これを「最良出力
相」という）が算出（検出）される。続いて、ステップ
Ｓ６で、最良出力相以外の出力相についてそれぞれ、該
出力相の画像データの平均値と最良出力相の画像データ
の平均値との差が算出される。

【００４３】そして、ステップＳ７で、最良出力相以外
の出力相についてそれぞれ、ステップＳ６で算出された
差がクランプ調整ステップの１／２に対応する値以上で
あるか否かが比較され、該値以上であればステップＳ８
で該出力相の画像データの平均値が狙い値により近づく
ようクランプ調整が行われる。なお、上記差が上記値よ
り小さければかかるクランプ調整は行われない。かくし
て、クランプ調整後の画像データのレベル差が、単純に
狙い値(黒基準値)に合わせてクランプ調整する場合のレ
ベル差よりも小さくなる。この後、ステップＳ９で露光
ランプ５が点灯される。

【００４４】次に、ステップＳ１１で、露光ランプ５が
点灯している状態において、白色基準板の１ライン分の
画像データがＣＣＤ１０によって読み取られ、ＣＣＤ１
０から出力されたアナログ画像データがアナログ画像処
理部２３によってデジタル画像データに変換され、この
デジタル画像データは画像モニタ３２に格納される。そ
して、ステップＳ１２で、画像モニタ３２に格納された
デジタル画像データから、ＣＰＵ３３によって１ライン
の画像データの最大値(ＭＡＸ１)が各出力相ごとに算出
される。

【００４５】続いて、ステップＳ１３で、これらの画像
データの最大値が、予め設定された狙い値(白基準値)と
比較され、該最大値が狙い値の範囲内に入っていない出
力相の処理系に対しては、ステップＳ１８でゲイン設定
値を変化させることにより、狙い値に近づくようゲイン
調整が行われ、調整後の画像データの最大値(ＭＡＸ２)
がＣＰＵ３３内部のメモリに格納される。

【００４６】この後、ステップＳ１４〜ステップＳ１７
で、狙い値(白基準値)に調整された各出力相ごとの画像
データの最大値(ＭＡＸ２)をＣＰＵ３３内部のメモリか
ら読みだし、狙い値(白基準値)により近い（最も近い）
画像データの最大値(ＭＡＸ２−１)を基準にして、出力
相間のレベル差を低減する。具体的には、ステップＳ１
４で、狙い値により近い（最も近い）出力相（以下、こ
れを「最良出力相」という）が算出（検出）され、続い
てステップＳ１５で、最良出力相以外の出力相について
それぞれ、該出力相の画像データの最大値と最良出力相
の画像データの最大値との差が算出される。

【００４７】そして、ステップＳ１６で、最良出力相以
外の出力相についてそれぞれ、ステップＳ１５で算出さ
れた差がゲイン調整ステップの１／２に対応する値以上
であるか否かが比較され、該値以上であればステップＳ
１７で該出力相の画像データの最大値が狙い値により近
づくようゲイン調整が行われる。なお、上記差が上記値
より小さければかかるゲイン調整は行われない。かくし
て、ゲイン調整後の画像データのレベル差が、単純に狙
い値(白基準値)に合わせてゲイン調整する場合のレベル
差よりも小さくなる。

【００４８】このようなゲイン・クランプ調整を行うこ
とにより、各出力相の黒色基準板ないしは白色基準板に
対する画像データの平均値ないしは最大値を単純に狙い
値(黒基準値・白基準値)に合わせるといった従来の調整
手法に比べて、再生画像の画質を大幅に高めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる画像読取装置を備えたデジタ
ル複写機の全体構成を示す模式図である。

【図２】 図１に示すデジタル複写機の画像読取装置の
構成を示すブロック図である。

【図３】 （ａ）は図１に示すデジタル複写機の画像読
取装置のＣＣＤの概略構成を示す模式図であり、（ｂ）
は従来の普通のＣＣＤの概略構成を示す模式図である。

【図４】 実施の形態１にかかるゲイン・クランプ調整
の調整方法を示すフローチャートの前半部である。

【図５】 実施の形態１にかかるゲイン・クランプ調整
の調整方法を示すフローチャートの後半部である。

【図６】 実施の形態２にかかるゲイン・クランプ調整
の調整方法を示すフローチャートの前半部である。

【図７】 実施の形態２にかかるゲイン・クランプ調整
の調整方法を示すフローチャートの後半部である。

【符号の説明】

１…画像読取装置（ＩＲ部）、２…メモリ部、３…プリ
ンタ部（ＰＲ部）、４…原稿、５…露光ランプ、６…第
１反射鏡、７…第２反射鏡、８…第３反射鏡、９…レン
ズ、１０…ＣＣＤ、１１…画像処理部、１２…半導体レ
ーザ装置、１３…反射ミラー、１４…感光体ドラム、１
５…現像部、１６…第１トレー、１７…第２トレー、１
８…第３トレー、１９…第４トレー、２０…定着部、２
１…ローラ、２２…光電変換部、２３…アナログ画像処
理部、２４…デジタル画像処理部、２５…サンプルホー
ルド部（Ｓ／Ｈ部）、２６…ゲイン部、２７…クランプ
部、２８…Ａ／Ｄ変換部、２９…出力合成部、３０…シ
ェーディング補正部、３１…画像データ処理部、３２…
画像モニタ、３３…ＣＰＵ、３４…パルス発生部、３５
…調整部、３６…ＥＥＰＲＯＭ、３７…ドライバ、３８
…フォトダイオード、３９…転送レジスタ、４０…転送
レジスタ、４１…出力バッファ、４２…出力バッファ、
４３…出力バッファ、４４…出力バッファ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田島 克明 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 高濱 英一 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 三城 和丈 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原画像に対応する光を電気的な画像信号
   に変換し、該画像信号を少なくとも３つの出力相に分割
   して出力するイメージセンサと、 上記各出力相ごとに設けられ、それぞれ、上記イメージ
   センサから出力された対応する画像信号を所定の補正特
   性で補正して補正画像信号を出力する補正回路と、 上記各補正回路から出力された補正画像信号を検出する
   補正画像信号検出手段と、 上記各補正回路の補正特性を、所定の基準原画像に対す
   る補正画像信号が上記基準原画像についての所定の狙い
   値に近づくように調整する第１の補正特性調整手段と、 上記第１の補正特性調整手段による調整の後、上記各出
   力相において、それぞれ、上記基準原画像に対する所定
   の１群の補正画像信号の代表値を算出する代表値算出手
   段と、 上記代表値が最も大きい第１の出力相と、上記代表値が
   最も小さい第２の出力相とを検出する極端出力相検出手
   段と、 上記第１及び第２の出力相の補正回路の補正特性を、そ
   れぞれ、上記基準原画像に対する補正画像信号が上記狙
   い値に近づくように再調整する第２の補正特性調整手段
   とが設けられていることを特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】 上記代表値が、各出力相における上記１
   群の補正画像信号の平均値であることを特徴とする、請
   求項１に記載された画像読取装置。
3. 【請求項３】 上記基準原画像が白色基準板である場合
   には、上記代表値が、各出力相における上記１群の補正
   画像信号の最大値であることを特徴とする、請求項１に
   記載された画像読取装置。
4. 【請求項４】 原画像に対応する光を電気的な画像信号
   に変換し、該画像信号を複数の出力相に分割して出力す
   るイメージセンサと、 上記各出力相ごとに設けられ、それぞれ、上記イメージ
   センサから出力された対応する画像信号を所定の補正特
   性で補正して補正画像信号を出力する補正回路と、 上記各補正回路から出力された補正画像信号を検出する
   補正画像信号検出手段と、 上記各補正回路の補正特性を、所定の基準原画像に対す
   る補正画像信号が上記基準原画像についての所定の狙い
   値に近づくように調整する第１の補正特性調整手段と、 上記第１の補正特性調整手段による調整が行われた後、
   上記基準原画像に対する補正画像信号が、上記狙い値に
   最も近い出力相を検出する最良出力相検出手段と、 上記最良出力相検出手段によって検出された出力相を基
   準にして、各出力相間における補正画像信号のレベル差
   が小さくなるように上記各補正回路の補正特性を再調整
   する第２の補正特性調整手段とが設けられていることを
   特徴とする画像読取装置。