JPH10271330A - 画像読み取り装置 - Google Patents

画像読み取り装置

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JPH10271330A
JPH10271330A JP9088888A JP8888897A JPH10271330A JP H10271330 A JPH10271330 A JP H10271330A JP 9088888 A JP9088888 A JP 9088888A JP 8888897 A JP8888897 A JP 8888897A JP H10271330 A JPH10271330 A JP H10271330A
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JP
Japan
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image
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Application number
JP9088888A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Takahashi
弘行 高橋
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画素欠陥のあるCCDにおいても、異常画像
が発生するのを防止することができる画像読み取り装置
を提供する。 【解決手段】 第2の基準板13の読み取り時に、平均
値・差分演算回路4によって注目画素の前後数十画素の
平均値に対する差分Δを計算し、FIFOメモリ5に記
憶すると共に、原稿の読み取り時に、読み取ったデータ
Dkに対してLUT6でΔk(k;画素位置での差分デ
ータ)を加算することによって正常画素とほぼ同じ補正
後出力Dk′を得る。これにより画素欠陥のあるCCD
を使用しても、異常画像が発生するのを防止することが
できる。

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、
FAX、イメージスキャナ等に適用されるCCDイメー
ジセンサを使用した画像読み取り装置に関し、特に異常
画像が発生するのを防止する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】デジタル複写機、FAX、イメージスキ
ャナ等ではCCDイメージセンサが読み取り素子として
使用されているが、近年、読み取り画素数の増加、カラ
ー化による複数ライン化によってチップサイズの巨大化
と、総画素数の増加の傾向をたどっている。それによっ
て歩留りが低下し、具体的に問題になっているのは欠陥
画素である。欠陥画素にはウェーハー自体の問題やプロ
セス過程で発生するものがあるが、現象としては、特定
の画素が或る光量以下では全く出力を発生しないことが
挙げられる。
【0003】元々CCDイメージセンサには、PRNU
と呼ばれる出力電圧の不均一性があるが、これはシェー
ディング補正という処理によって補正される。しかし、
画素欠陥があると、シェーディング補正では補正しきれ
ず、高濃度部で副走査方向の縦線状の異常画像が発生す
る。
【0004】図9は横軸を主走査方向、縦軸をCCD出
力として画素欠陥の出力を見たものである。100%出
力時には画素欠陥は目立たないが、出力が小さくなって
くると影響が無視できなくなってくる。すなわち、画素
欠陥は出力に対するオフセットとして存在する。
【0005】図8は横軸に原稿の反射率を取り、縦軸に
出力を取ったとき、正常画素と欠陥画素の入出力特性を
表したものである。は、正常な画素の入出力特性であ
り、理想的には反射率0%で、出力は0となる。しかし
の欠陥画素では、反射率100%時にΔだけ出力が低
く、と平行な直線となり、原稿の反射率がaの点まで
くると出力はそれより下は0になってしまう。このよう
な特性を持つCCDをシェーディング補正するとのよ
うになる。すなわち、反射率100%のところでは補正
されるが、低くなるに従って誤差を生じてくる。そのた
め、特に高濃度部において画素欠陥による異常画像が出
やすい。
【0006】なお、イメージセンサの欠陥ビットを検出
する技術として、特開昭62−40874号公報、特開
平2−56168号公報、特開平3−126259号公
報等に記載のものがある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来、これらの異常画
像の発生したCCDイメージセンサは不良品としていた
が、そのため歩留りが上がらずCCDの価格を上昇させ
る要因となっていた。画素欠陥のあるCCDを補償して
使う方法として直前の画素で置き換えるものがあるが、
その場合には細線が太ったり逆に消えてしまったりする
弊害があった。
【0008】そこで本発明は、画素欠陥のあるCCDに
おいても、異常画像が発生するのを防止することができ
る画像読み取り装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、原稿を照明するための光源
と、原稿からの反射光がその表面に結像されることで原
稿の画像を読み取るCCDイメージセンサと、CCDイ
メージセンサによって読み取られた画像信号を信号処理
する信号処理回路と、画像信号をデジタル化するADコ
ンバータと、CCDイメージセンサの各画素に隣接する
前後数十画素の平均値に対する差分を検出する平均値・
差分演算回路と、差分を記憶するメモリと、差分から画
像入力のリニアリティを補正するルックアップテーブル
と、第1の基準板と、第2の基準板とを備えたことを特
徴とする。
【0010】また請求項2記載の発明は、請求項1記載
の発明において、差分を記憶するメモリはFIFOであ
り、CCDイメージセンサの有効画素分の差分値をクロ
ックによって順番に出力することを特徴とする。
【0011】また請求項3記載の発明は、請求項1記載
の発明において、第1、第2の基準板は独立に設けられ
ており、第1の基準板はシェーディング補正をするため
の白色基準板であり、第2の基準板の反射率は第1の基
準板に対して低く設定されていることを特徴とする。
【0012】また請求項4記載の発明は、請求項1記載
の発明において、光源の光量を制御する光量制御回路に
よって光量を低下させて第1の基準板を読み取ること
で、第1の基準板に第2の基準板の機能を持たせたこと
を特徴とする。
【0013】また請求項5記載の発明は、請求項1記載
の発明において、第1の基準板を副走査方向に傾けて読
み取ることで、第1の基準板に第2の基準板の機能を持
たせたことを特徴とする。
【0014】また請求項6記載の発明は、請求項1記載
の発明において、平均値・差分演算により差分を検出す
るとき、ADコンバータの比較電圧を通常よりも低くす
ることを特徴とする。
【0015】また請求項7記載の発明は、請求項1記載
の発明において、平均値・差分演算により検出された差
分が設定値以上であった場合、差分と該当読み取り画素
の位置を記憶するメモリと、画像信号を該当読み取り画
素の位置でのみLUTで補正する補正回路をさらに備え
たことを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に沿って説明する。図1は本発明の実施の形態を示
す画像読み取り装置全体の回路構成図である。この画像
読み取り装置は、CCDイメージセンサ(以下、CCD
とする)1、信号処理回路2、ADコンバータ3、注目
画素の前後数十画素の平均値に対する差分を検出する平
均値・差分演算回路4、差分を記憶するFIFOメモリ
5、差分を入力として画像データを補正するルックアッ
プテーブル(以下、LUTとする)6、制御回路7、A
Dコンバータ3の比較電圧Vrefを切り替えるスイッ
チ8、光量を制御できるランプレギュレータ9、光源1
0を備えている。
【0017】図2は2つの基準板を独立して設けた画像
読み取り装置の光学系を示す構成図である。コンタクト
ガラス11の一端部(有効画像領域外)には第1の基準
板12と第2の基準板13が独立して設けてある。第1
の基準板12は白基準板であり、第2の基準板13は第
1の基準板12に比べて反射率の低い灰基準板である。
【0018】コンタクトガラス11の下方には、前記光
源10の他、第1ミラー14、第2ミラー15、第3ミ
ラー16、結像レンズ17、前記CCD1が周知のレイ
アウトで配置されている。
【0019】光源10と第1ミラー14はユニット化さ
れて第1走行体を構成し、第2ミラー15と第3ミラー
16はユニット化されて第2走行体を構成し、共役長を
保ちながら2:1の速度で副走査方向に移動してコンタ
クトガラス11上の原稿画像を読み取るようになってい
る。即ち、光源10によって照明された原稿からの反射
光は、第1、第2、第3ミラー14,15,16によっ
て反射され、結像レンズ17によってCCD1に結像さ
れる。
【0020】図3は白基準板に灰基準板の機能も持たせ
る様子を示す説明図である。第1の基準板、即ち白基準
板12を反時計回り方向に回動して破線で示す位置に傾
けさせ、この破線の位置で白基準板12を読み取ると、
反射光量は、白基準板12が正常の位置(実線で示す位
置)にあるときよりも減る。従って、白基準板12に図
2に示す灰基準板13としての機能も持たせることがで
きる。なお、ランプレギュレータ9によって光源10の
光量を低くすることによっても、白基準板12に灰基準
板としての機能を持たせることができる。
【0021】図1において、CCD1からの信号は信号
処理回路2を経てADコンバータ3に入力される。信号
処理回路2は、CCD1の信号をサンプルホールドし、
増幅し、光量の変化に対して出力を補償するAGC等か
ら構成される。
【0022】図4はADコンバータから出力されたデジ
タル信号の処理手順を示すフロー図である。図中に示す
(1)〜(4)の内容について、以下、項目ごとに説明
する。
【0023】(1)原稿の読み取りに先駆けて第2の基
準板(灰基準板)13を読み取る。ここで、第2の基準
板13の読み取りは、図2に示す独立した第2の基準板
13を読み取る場合の他、前述したように、第1の基準
板12を傾けて読み取る場合、あるいはランプレギュレ
ータ9によって光源10の光量を低くして第1の基準板
12を読み取る場合を含む。
【0024】何故、白基準板12でなく灰基準板13で
Δk(k;画素位置での差分データ)のデータを取らね
ばならないのかを説明する。CCD1にはPRNUと呼
ばれる感度の不均一性があり、この値は一般的に±15
%程度である。一方、欠陥画素のレベルは20mV程度
であり、白基準板12の出力値を400mVとすると、
PRNUによって±60mVの変化が存在することにな
り、20mVの欠陥画素を分離することは不可能であ
る。そこで灰基準板13の読み取り出力値を50mV程
度にすれば、PRNUの変化は±7.5mVとなり、2
0mVの欠陥画素を分離することが可能になってくる。
【0025】第2の基準板13の読み取り時には、基準
電圧(Vref)を通常の読み取り時よりも切り替えス
イッチ8によって低くしてADコンバータ3に入力する
ことで、より高精度の読み取りを行うことができる。第
2の基準板13の読み取りは、原稿を読み取るごとに行
っても構わないし、予め1回だけ行っても構わない。
【0026】(2)第2の基準板13の読み取り時に、
注目画素の前後数十画素の平均値に対する差分Δを平均
値・差分演算回路4によって計算する。隣接画素で計算
することは簡単であるが、図5に示すように、数画素に
わたって画素欠陥があった場合には正常に計算されな
い。前後数十画素の平均値を計算すれば回路は複雑にな
るが、そのような懸念は要らなくなる。
【0027】(3)差分ΔはFIFOメモリ5に記憶さ
れる。差分Δが一定値を超した場合にのみ主走査方向の
アドレスを付けて記憶することにすれば、FIFOメモ
リ5の容量を節約できる。
【0028】(4)原稿の読み取り時には、読み取った
データDkを、Δkを入力とするLUT6で補正し、つ
まり、LUT6でDkにΔkを加算することで、補正後
出力Dk′を得ている。
【0029】図6は欠陥画素の補正後出力例を示す図で
ある。 正常画素に対して欠陥画素(補正前)はΔkだけ低
い値を示すが、読み取った画像データに対してΔkを加
算することによって、欠陥画素(補正後)のように
正常画素とほぼ同じにすることができる。
【0030】図7は補正後の出力が正常画素と同じにな
らない範囲ABCDを示す図である。読み取ったデータ
Dkに単にΔkを加算した場合にはABのラインにな
り、高濃度部でやや高めの出力になる。出力Δk以下で
は強制的に0にすればCDのラインになり、高濃度部で
やや低めの値になる。いずれの場合にも高濃度部ではガ
ンマ設定によって画像を潰すことができるし、そうでな
くとも濃度の全域にわたって隣接誤差が出るよりは目立
ちにくい。しかし、処理は複雑になるが、Δk以下では
データ補間してBDのラインを疑似的に作ることによっ
て、より自然な補正をすることができる。
【0031】本発明においては、差分Δkに対応した画
像入力Dkに対する画像出力Dk′の変換をLUT6に
よって行うので、自然な補正をすることができる。
【0032】本発明の実施の形態によれば、第2の基準
板13の読み取り時に、平均値・差分演算回路4によっ
て注目画素の前後数十画素の平均値に対する差分Δを計
算し、FIFOメモリ5に記憶すると共に、原稿の読み
取り時に、読み取ったデータDkに対してLUT6でΔ
k(k;画素位置での差分データ)を加算することによ
って正常画素とほぼ同じ補正後出力Dk′を得るもので
あるから、画素欠陥のあるCCDを使用しても、異常画
像が発生するのを防止することができる。
【0033】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、CCDイ
メージセンサの画素欠陥をリニアリティ補正することに
より、異常画像の発生したCCDイメージセンサを補償
して使用することができる。
【0034】請求項2記載の発明によれば、CCDイメ
ージセンサの画素欠陥を差分としてFIFOから順番に
出力することにより、異常画像の発生したCCDイメー
ジセンサを補償して使用することができる。
【0035】請求項3記載の発明によれば、第2の基準
板を灰色にすることによって中間濃度部での画像データ
を取り込み、差分を精度よく検出することができる。
【0036】請求項4記載の発明によれば、光源の光量
を制御する光量制御回路によって光量を低下させて第1
の基準板を読み取ることで、第1の基準板に第2の基準
板の機能を持たせることができる。
【0037】請求項5記載の発明によれば、第1の基準
板を副走査方向に傾けて読み取ることで、第1の基準板
に第2の基準板の機能を持たせることができる。
【0038】請求項6記載の発明によれば、ADコンバ
ータの比較電圧を低くすることによって差分を精度よく
取り込むことができる。
【0039】請求項7記載の発明によれば、欠陥画素の
差分と主走査上の位置を記憶することによってメモリの
量を節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す画像読み取り装置全
体の回路構成図である。
【図2】2つの基準板を独立して設けた画像読み取り装
置の光学系を示す構成図である。
【図3】白基準板に灰基準板の機能も持たせる様子を示
す説明図である。
【図4】ADコンバータから出力されたデジタル信号の
処理手順を示すフロー図である。
【図5】灰基準読み取り時のCCD出力電圧の変化を示
す図である。
【図6】本発明による欠陥画素補正の様子を示す図であ
る。
【図7】補正後の出力が正常画素と同じにならない範囲
を示す図である。
【図8】従来例による欠陥画素補正の様子を示す図であ
る。
【図9】黒レベル、灰基準板、白基準板の各読み取り値
における欠陥画素を示す図である。
【符号の説明】
1 CCDイメージセンサ 2 信号処理回路 3 ADコンバータ 4 平均値・差分演算回路 5 FIFOメモリ 6 ルックアップテーブル 7 制御回路 8 スイッチ 9 ランプレギュレータ 10 光源 11 コンタクトガラス 12 第1の基準板(白基準板) 13 第2の基準板(灰基準板) 14 第1ミラー 15 第2ミラー 16 第3ミラー 17 結像レンズ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原稿を照明するための光源と、 原稿からの反射光がその表面に結像されることで原稿の
    画像を読み取るCCDイメージセンサと、 CCDイメージセンサによって読み取られた画像信号を
    信号処理する信号処理回路と、 画像信号をデジタル化するADコンバータと、 CCDイメージセンサの各画素に隣接する前後数十画素
    の平均値に対する差分を検出する平均値・差分演算回路
    と、 差分を記憶するメモリと、 差分から画像入力のリニアリティを補正するルックアッ
    プテーブルと、 第1の基準板と、 第2の基準板と、 を備えたことを特徴とする画像読み取り装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載において、差分を記憶する
    メモリはFIFOであり、CCDイメージセンサの有効
    画素分の差分値をクロックによって順番に出力すること
    を特徴とする画像読み取り装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載において、第1、第2の基
    準板は独立に設けられており、第1の基準板はシェーデ
    ィング補正をするための白色基準板であり、第2の基準
    板の反射率は第1の基準板に対して低く設定されている
    ことを特徴とする画像読み取り装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載において、光源の光量を制
    御する光量制御回路によって光量を低下させて第1の基
    準板を読み取ることで、第1の基準板に第2の基準板の
    機能を持たせたことを特徴とする画像読み取り装置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載において、第1の基準板を
    副走査方向に傾けて読み取ることで、第1の基準板に第
    2の基準板の機能を持たせたことを特徴とする画像読み
    取り装置。
  6. 【請求項6】 請求項1記載において、平均値・差分演
    算により差分を検出するとき、ADコンバータの比較電
    圧を通常よりも低くすることを特徴とする画像読み取り
    装置。
  7. 【請求項7】 請求項1記載において、平均値・差分演
    算により検出された差分が設定値以上であった場合、差
    分と該当読み取り画素の位置を記憶するメモリと、画像
    信号を該当読み取り画素の位置でのみLUTで補正する
    補正回路をさらに備えたことを特徴とする画像読み取り
    装置。
JP9088888A 1997-03-24 1997-03-24 画像読み取り装置 Pending JPH10271330A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007067475A (ja) * 2005-08-29 2007-03-15 Seiko Epson Corp 光電変換素子の検査方法、画像読み取り装置およびプログラム
JP2007088616A (ja) * 2005-09-20 2007-04-05 Seiko Epson Corp 画像読み取り装置及びその原稿ホルダ

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