JPH10336440A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シェーディング補正後にビット変換すること
により、ＣＣＤ受光量の差によるＳ／Ｎ比の低下を防止
し、同一の分解能でＡＤ変換できる、画像読取装置を提
供する。 【解決手段】 ＬＯＧ ＣＣＤ出力の最大値と最小値の
幅をダイナミックレンジに設定し、予め必要以上のビッ
ト数でＡＤ変換した後、上位のビット数を削除すること
により、ビット変換を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像読取装置に関
するものであり、特に、デジタル複写機等に用いられる
画像読取装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像読取装置においては、後段の
画像処理時に計算上のビット数落ちが生ずるため、予め
必要以上のビット数でＣＣＤ出力をＡＤ変換し、画像処
理後にデータの下位のビット数を削除する方法が提案さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の画像処理後にデータの下位のビット数を削除
する方法では、計算（乗除算）上の丸め込み誤差はキャ
ンセルすることが可能であるが、光源の配光むら等によ
るセンサ出力の違いにより、光量のピーク部とそれ以外
の部分の量子化誤差が生ずるという問題があった。

【０００４】この発明の目的は、上述の問題点を解決
し、光源の配光むらやセンサの感度差等による出力レベ
ルに違いがあっても、同一の分解能でＡＤ変換できる画
像読取装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明による画像読取
装置は、原稿からの反射光を対数変換して出力する光電
変換部または光電変換後に対数変換する信号処理部と、
対数変換されたアナログ信号をデジタル信号に変換する
ＡＤ変換部と、光源の配光むらおよびセンサの画素感度
ばらつきを補正するシェーディング補正部と、デジタル
信号に変換されたデジタル画像データをビット変換する
データ処理部と、を有する画像読取装置において、対数
変換されたアナログ信号を、予めビット数を増加させて
ＡＤ変換し、シェーディング補正部における補正後に、
データの上位ビットを削除してビット数を削減すること
により、必要なビット数に変換することを特徴としてい
る。

【０００６】この発明によれば、対数変換されたアナロ
グ信号を、予めビット数を増加させてＡＤ変換し、シェ
ーディング補正部における補正後に、データの上位ビッ
トを削除してビット数を削減することにより、必要なビ
ット数に変換することを特徴としている。そのため、光
源の配光むらやセンサの感度差等による出力レベルに違
いがあっても、同一の分解能でＡＤ変換することができ
る。

【０００７】また、この発明による画像読取装置は、原
稿からの反射光を対数変換して出力する光電変換部また
は光電変換後に対数変換する信号処理部と、対数変換さ
れたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部
と、光源の配光むらおよびセンサの画素感度ばらつきを
補正するシェーディング補正部と、デジタル信号に変換
されたデジタル画像データをビット変換するデータ処理
部と、を有する画像読取装置において、対数変換された
アナログ信号を、予めビット数を増加させてＡＤ変換
し、シェーディング補正部における補正時にレベルシフ
トした後、必要なビット数に変換することにより、光電
変換部のアナログ信号の出力変動を補正することを特徴
としている。

【０００８】この発明によれば、対数変換されたアナロ
グ信号を、予めビット数を増加させてＡＤ変換し、シェ
ーディング補正部における補正時にレベルシフトした
後、必要なビット数に変換することにより、光電変換部
のアナログ信号の出力変動を補正することを特徴として
いる。そのため、光源の配光むらやセンサの感度差等に
よる出力レベルに違いがあっても、同一の分解能でＡＤ
変換することができる。

【０００９】好ましくは、ＡＤ変換部におけるＡＤ変換
のビット数は、光電変換部の出力変動量に応じて増加さ
せることを特徴とするとよい。従来は、出力変動が同じ
であってもビット数を同じにしておくと、結果的に必要
なダイナミックレンジの分解能が低下するという問題が
あったが、このようにすることで、必要な信号のダイナ
ミックレンジのＡＤ変換分解能を一定にすることができ
る。

【００１０】また、好ましくは、光電変換部の出力変動
は、光源の絶対光量の変動によるレベル変動であること
を特徴とするとよい。

【００１１】さらに、好ましくは、光電変換部の出力変
動は、原稿からの反射光が入射するＣＣＤのＣＣＤ受光
感度誤差によるレベル変動であることを特徴とするとよ
い。

【００１２】また、好ましくは、光電変換部の出力変動
の補正は、原稿の種類により変化するダイナミックレン
ジに応じた補正量であることを特徴とするとよい。

【００１３】また、この発明による画像読取装置は、原
稿からの反射光をＲＧＢ三原色に分解し、かつ、対数変
換して出力する光電変換部または光電変換後に対数変換
する信号処理部と、対数変換されたアナログ信号をデジ
タル信号に変換するＡＤ変換部と、光源の配光むらおよ
びセンサの画素感度ばらつきを補正するシェーディング
補正部と、デジタル信号に変換されたデジタル画像デー
タをビット変換するデータ処理部と、を有する画像読取
装置において、対数変換されたアナログ信号を、予めビ
ット数を増加させてＡＤ変換し、シェーディング補正部
における補正時にレベルシフトした後、必要なビット数
に変換することにより、光電変換部のＲＧＢ感度差によ
るアナログ信号の出力レベル差を補正することを特徴と
している。

【００１４】この発明によれば、対数変換されたアナロ
グ信号を、予めビット数を増加させてＡＤ変換し、シェ
ーディング補正部における補正時にレベルシフトした
後、必要なビット数に変換することにより、光電変換部
のＲＧＢ感度差によるアナログ信号の出力レベル差を補
正することを特徴としている。そのため、光源の配光む
らやセンサの感度差等による出力レベルに違いがあって
も、同一の分解能でＡＤ変換することができる。また、
特にカラーの場合は、ＲＧＢに感度差があり、それを補
正することができる。

【００１５】好ましくは、ＡＤ変換部におけるＡＤ変換
の際のビット数は、光電変換部のＲＧＢ出力レベルシフ
ト量に応じて増加させることを特徴とするとよい。従来
は、出力変動が同じであってもビット数を同じにしてお
くと、結果的に必要なダイナミックレンジの分解能が低
下するという問題があったが、このようにすることで、
必要な信号のダイナミックレンジのＡＤ変換分解能を一
定にすることができる。

【００１６】また、好ましくは、ＡＤ変換部におけるＡ
Ｄ変換の際のビット数は、光電変換部のＲＧＢ各出力の
ダイナミックレンジとＲＧＢ間のレベルシフト量に応じ
て決定することを特徴とするとよい。

【００１７】さらに、好ましくは、ＡＤ変換部における
ＡＤ変換の際のビット数は、光電変換部のＲＧＢ各出力
の最大値と最小値とにより決定することを特徴とすると
よい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施の形態の一例を説明する。

【００１９】図１は、本発明による画像読取装置を用い
たデジタルコピー機の一例の構成を示す図である。

【００２０】図１を参照して、このデジタルコピー機
は、上部の画像読取装置１１０と下部の画像記録装置１
２０とから構成され、さらに、画像読取装置１１０は、
手置き原稿読取装置１１６と原稿流し取り装置１１７と
から構成されている。

【００２１】画像読取装置１１０では、縮小光学計を用
いて、光源１１１から原稿に光を当て、ミラー１１２と
レンズ１１３を介して原稿面からの反射光をライン上の
ＣＣＤ１１４上に結像させ、光電変換されたアナログ電
気信号を得る。ＣＣＤの解像度は４００ｄｐｉ、最大原
稿サイズはＡ３（１ライン約５０００ＤＯＴ）である。

【００２２】このアナログ電気信号は、画像処理ユニッ
ト１１５の中でデジタルデータに変換された後、変倍や
画質補正等の画像処理が行なわれ、デジタルデータとし
て画像読取装置１１０から出力される。

【００２３】原稿の走査は、ライン上のＣＣＤ１１４の
走査方向を主走査方向、これと直角をなす方向を副走査
方向と定義すれば、手置き原稿の場合には、主走査方向
をＣＣＤ１１４の走査で行ない、副走査方向をミラーの
水平方向移動で行なう。一方、原稿流し取りの場合に
は、主走査方向をＣＣＤ１１４の走査で行ない、副走査
方向を原稿の搬送で行なう。したがって、画像信号は、
主走査１ラインごとに順次転送される。

【００２４】画像記録装置１２０では、画像読取装置１
１０から出力されたデジタル画像データをレーザダイオ
ード駆動ユニット１２１でアナログ電気信号に変換し、
さらにレーザ発光源１２２で光に変換し、ポリゴンミラ
ー１２３を介して感光体ドラム１２４に結像させる。感
光体ドラム１２４上の画像は、画素単位でレーザ発光源
１２２に入力する電流を制御することによって、光量を
制御してトナー付着量を制御し、電子写真方式によって
４００ｄｐｉ、２５６階調の画像に再現される。

【００２５】図２は、一般的なモードの切替機能を持っ
たコピー機の一連の動作を示すフローチャートである。

【００２６】図２を参照して、まず、原稿を原稿台にセ
ットし（Ｓ２１０）、コピー枚数を設定する（Ｓ２３
０）。なお、用紙、原稿濃度等のその他の条件は、コピ
ー機が自動的に設定するものとし、必要であればマニュ
アルにて設定する。

【００２７】設定が終われば、コピースタートキーを押
し（Ｓ２４０）、コピーを開始する（Ｓ２５０）。する
と、原稿走査系がスタートし（Ｓ２６０）、走査しなが
ら画像データを読取り（Ｓ２７０）、読取った画像デー
タを画像処理回路にて画像処理する（Ｓ２８０）。そし
て、得られた画像処理データを画像出力装置に送り、プ
リント出力する（Ｓ２９０）。

【００２８】図３は、図２に示すメインルーチン中のサ
ブルーチンの１つである画像データ読取に関する動作を
示すフローチャートである。

【００２９】図３を参照して、まず、ホーム位置から走
査系がスタートした後、ステッピングモータのパルス数
またはエンコーダパルス数等をカウントすることによ
り、走査系がシェーディング板位置に達したことを検知
した後（Ｓ３１０）、シェーディングデータを読取る
（Ｓ３２０）。その後、引続き原稿画像を読取る（Ｓ３
３０）。

【００３０】図４は、このコピー機において、原稿モー
ドを設定するためのパネル画面を示す図である。

【００３１】図４を参照して、コピーをとる場合、ま
ず、原稿台に原稿をセットし、パネル上の原稿濃度設定
キー４０１、倍率設定キー４０２、原稿サイズ設定キー
４０３等を用いて、原稿濃度、倍率、原稿サイズをそれ
ぞれ設定し、原稿の種類に応じて、写真原稿と文字原稿
の原稿モードを切替える。原稿モードの切替は、パネル
の原稿モード切替キー４０４を押してパネル画面を切替
えた後、以下のようにして行なう。

【００３２】図５は、原稿モードに切替えられたパネル
画面を示す図である。図５を参照して、パネル画面が原
稿モードに切替わったところで、原稿の種類により、
「写真」選択キー４０６、または「文字」選択キー４０
７のいずれかを選び、原稿モードを設定した後に、「初
期画面」キー４０８を押すと、図４に示す初期画面に戻
る。そして、図示しない１０キーによりコピー枚数を設
定した後、コピースタートキー４０５を押すことによ
り、コピーがスタートする。

【００３３】図６は、このコピー機の全体制御ブロック
図である。図６を参照して、パネル制御部５２０は、パ
ネル５２１の制御、すなわち前述のパネル表示およびキ
ー入力時のＩ／Ｆを行なう。

【００３４】ＩＲ走査制御部５３０は、パネル部コピー
キーが押されたことを検知して、スキャンモータ５３１
を制御し、スキャン動作を開始させる。続いて、原稿を
スキャンしながら画像処理制御部５４０の指示により画
像を読取り、画像処理回路５４１にて所定の画像処理を
施す。画像処理されたデータは、Ｉ／Ｆ部５５０を介し
て外部機器に出力されるか、もしくは、メモリ部５６１
に記憶される。このときの制御は、メモリ制御部５６０
にて行なわれる。

【００３５】一旦メモリに格納された画像データは、エ
ンジン部５７１に送られ、プリンタ制御部５７０の指示
に従ってプリントされる。

【００３６】なお、これら一連の制御は、全体制御部５
１０により制御される。図７は、モノクロセンサを用い
た場合の従来のコピー機の画像処理回路のブロック図で
ある。

【００３７】図７を参照して、原稿からの反射光は、Ｃ
ＣＤ６１０に入射し、入射光量に応じた電圧に光電変換
され、出力される。そして、電気信号に変換されたアナ
ログ画像信号は、アナログ処理回路６２０にて所定の処
理が施された後、ＧＣＡ（ゲインコントロールアンプ）
回路６３０において出力ダイナミックレンジが調整され
た後、ＡＤ変換回路６４０に入力され、デジタルデータ
に変換される。このとき、後段の画像処理等の計算時に
おける計算上の丸め込み誤差の影響を軽減するため、予
め必要以上の分解能でＡＤ変換しておく。

【００３８】デジタルデータに変換された画像データ
は、光源の配光むらやＣＣＤ画素間の感度ばらつきを補
正するため、シェーディング補正回路６５０にて補正さ
れる。補正用のデータとしては、予めシェーディング板
を読込んだときのデータが、ラインＲＡＭ６６０に格納
されている。

【００３９】シェーディング補正された画像データは、
画像処理回路６７０において、エッジ強調やＭＴＦ（モ
ジュレータトランスファファンクション）補正等の所定
の画像処理が施される。

【００４０】一連の画像処理が終了した後、予め計算上
の丸め込み誤差の影響を軽減するために分解能を高めて
おいた画像データを、ビット（ｂｉｔ）変換回路６８０
にて必要なビット数に変換する。このとき、画像データ
は、予め設定した分解能の全範囲に分布している。その
ため、必要なビット数に変換する場合には、下位のビッ
ト数を削除し、全領域に対して分解能を粗くする処理が
施される。

【００４１】最終的に処理された画像データは、Ｉ／Ｆ
部６９０を介して、後段の回路ブロックへと出力され
る。

【００４２】なお、各処理回路のタイミングの制御は、
タイミング制御部６９２にて制御され、また、データの
設定および処理の切替等は、ＣＰＵ６９４にて制御され
る。

【００４３】図８は、図７で示すモノクロセンサを用い
た場合の従来例の画像データ処理の流れを示す図であ
る。図８において、横軸はＣＣＤ画素を示し、縦軸はＡ
Ｄ出力を示し、グラフはＣＣＤ１ライン分のデータの白
レベルと黒レベルを表わしている。

【００４４】まず、図８（Ａ）は、ＡＤ変換直後の画像
データを示す図であり、１０ビットでＡＤ変換した場合
の例を示している。

【００４５】図８（Ａ）を参照して、黒レベルの出力
「０」から白レベルの出力「１０２３」までの信号変化
の様子が示されている。なお、白レベルの出力は、原稿
照明のための光源の配光の影響により、周辺画素の出力
が小さくなっている。これは、光源の配向が変化すれ
ば、それに応じて変化するものである。

【００４６】次に、図８（Ｂ）は、シェーディング補正
板を読取った場合のシェーディング補正データを示す図
である。

【００４７】図８（Ｂ）を参照して、画像データを補正
する際には、この補正データが予め設定されたＡＤ値
（シェーディング補正板の反射率に応じた値）になるよ
うに、シェーディング補正回路における補正条件が設定
される。

【００４８】具体的には、図２２に示すように、図２２
（Ａ）のシェーディング板読取データが、図２２（Ｂ）
の予め設定されたＡＤ値になるように、逆数を乗算する
ことにより、シェーディング補正回路にて補正される。

【００４９】次に、図８（Ｃ）は、シェーディング補正
後のデータを示す図である。図８（Ｃ）を参照して、シ
ェーディング補正後のデータは、原稿照明系の配光むら
やＣＣＤ画素感度のばらつきが補正され、フラットなデ
ータとなっている。

【００５０】次に、図８（Ｄ）は、画像処理回路におい
て所定の処理が施された後、最終的に必要な分解能にビ
ット変換された後のデータを示す図である。

【００５１】図８（Ｃ）においては、画像データの出力
は、「０」から「１０２３」までの全範囲に分布してい
る。そのため、必要なビット数に変換する場合には、下
位のビット数を削除し、全領域に対して分解能を粗くす
る処理が施される。ここでは、１０ビットから８ビット
に変換した場合の例を示している。図８（Ｄ）より明ら
かなように、ビット変換後の画像データの出力は、
「０」から「２５５」までの範囲に分布している。

【００５２】図９は、カラーセンサを用いた場合の従来
のコピー機の画像処理回路のブロック図である。

【００５３】図９を参照して、原稿からの反射光は、Ｃ
ＣＤ８１０に入射し、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）お
よびＢ（ブルー）の光の三原色に分解される。分解され
たＲＧＢ三原色は、各々入射光量に応じた電圧に光電変
換され、出力される。なお、その後の回路はＲＧＢ共同
回路であり、各回路の動作内容は前述した図７に示すモ
ノクロセンサを用いた場合と全く同様であるため、その
説明は省略する。

【００５４】図１０は、従来のビット変換回路の一例を
示す図である。図１０を参照して、このビット変換回路
においては、画像処理計算時の桁落ちを防止するため
に、予め必要以上のビット数でＡＤ変換されている。そ
のため、このビット変換回路では、下位のビット数を削
除するような構成となっている。

【００５５】図１１は、図９に示すカラーセンサを用い
た場合の従来例の画像データ処理の流れを示す図であ
る。図１１において、横軸はＣＣＤ画素を示し、縦軸は
ＡＤ出力を示し、グラフはＣＣＤ１ライン分のデータの
白レベルと黒レベルを表わしている。また、上段の図１
１（Ｉ）〜（ＩＶ）はＲ（レッド）の出力を、中段の図
１１（Ｖ）〜（ＶＩＩＩ）はＧ（グリーン）の出力を、
下段の図１１（ＩＸ）〜（ＸＩＩ）はＢ（ブルー）の出
力を、それぞれ表わしている。

【００５６】まず、図１１（Ｉ）、（Ｖ）、（ＩＸ）
は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各々についてのアナログ処理回路の出
力信号の出力レベルを示す図である。

【００５７】図１１（Ｉ）、（Ｖ）、（ＩＸ）を参照し
て、ＣＣＤのＲＧＢ感度差により、出力レベルに差が生
じている。すなわち、出力レベルは、大きい方からＧ、
Ｒ、Ｂの順番となっている。

【００５８】次に、図１１（ＩＩ）、（ＶＩ）、（Ｘ）
は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各々について、ＧＣＡで信号増幅した
後、ＡＤ変換した直後の画像データの出力レベルを示す
図であり、ＲＧＢの出力レベルが等しくなるようにゲイ
ン設定されている。なお、この例では、１０ビットでＡ
Ｄ変換した場合の例を示している。

【００５９】図１１（ＩＩ）、（ＶＩ）、（Ｘ）を参照
して、黒レベルの出力「０」から白レベルの出力「１０
２３」までの信号変化の様子が示されている。なお、白
レベルの出力は、原稿照明のための光源の配光の影響に
より、周辺画素の出力が小さくなっている。これは、光
源の配光が変化すれば、それに応じて変化するものであ
る。

【００６０】次に、図１１（ＩＩＩ）、（ＶＩＩ）、
（ＸＩ）は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各々についての、シェーディン
グ補正後のデータを示す図である。

【００６１】図１１（ＩＩＩ）、（ＶＩＩ）、（ＸＩ）
を参照して、いずれも原稿照明系の配光むらやＣＣＤ画
素感度のばらつきが補正され、フラットなデータとなっ
ている。

【００６２】なお、補正の際には、シェーディング補正
板を読取った場合の補正データを予めラインメモリに格
納しておき、このデータが予め設定されたＡＤ値（シェ
ーディング補正板の反射率に応じた値）になるように、
シェーディング補正回路における補正条件が設定され
る。

【００６３】次に、図１１（ＩＶ）、（ＶＩＩＩ）、
（ＸＩＩ）は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各々について、画像処理回路
にて所定の処理を施した後、最終的に必要な分解能にビ
ット変換した後のデータを示す図である。

【００６４】図１１（ＩＩＩ）、（ＶＩＩ）、（ＸＩ）
においては、画像データは、Ｒ、Ｇ、Ｂいずれの場合
も、「０」から「１０２３」までの全範囲に分布してい
る。そのため、必要なビット数に変換する場合には、下
位のビット数を削除し、全領域に対して分解能を粗くす
る処理が施される。ここでは、１０ビットから８ビット
に変換した場合の例を示している。

【００６５】図１１（ＩＶ）、（ＶＩＩＩ）、（ＸＩ
Ｉ）より明らかなように、ビット変換後の画像データの
出力は、Ｒ、Ｇ、Ｂいずれの場合も、「０」から「２５
５」までの範囲に分布している。

【００６６】図１２は、本発明による画像読取装置の一
例の画像処理回路のブロック図である。

【００６７】図１２を参照して、原稿からの反射光は、
ＬＯＧ ＣＣＤ１１１０に入射し、入射光量に応じた電
圧に光電変換された後、対数信号に変換されて出力され
る。

【００６８】ＬＯＧ ＣＣＤ１１１０から出力されたア
ナログ信号は、アナログ処理回路１１２０にて所定の処
理が施される。このとき、ＬＯＧ ＣＣＤ１１１０の特
性上、光源の絶対光量や画素ごとでセンサ感度にばらつ
きがあった場合にも、原稿濃度に対するダイナミックレ
ンジは一定のまま、全体が平行シフトするようなアナロ
グ信号を出力する。したがって、予め光量その他の変動
要素を考慮して、必要以上のダイナミックレンジにてＡ
Ｄ変換するように設定しておく。

【００６９】その後、アナログ信号は、ＡＤ変換回路１
１３０に入力され、デジタル信号に変換される。

【００７０】次に、画像読取前に予め、たとえば、白ま
たは黒等の既知の反射率のいわゆるシェーディング板を
読取り、そのデータをラインＲＡＭ１１４１に記憶して
おく。そして、画像を読取ったときのＡＤ変換された画
像信号は、シェーディング補正回路１１４０にて、ライ
ンＲＡＭ１１４１に格納されているシェーディング補正
データを減算することにより補正される。

【００７１】補正後のデータは、ビット変換回路１１５
０にて必要なダイナミックレンジにビット変換され、そ
の後、画像処理回路１１６０にて、エッジ強調等の画像
処理が施された後、出力され、Ｉ／Ｆ部１１７０を介し
て後段のブロックに出力される。

【００７２】なお、各処理回路のタイミングの制御は、
タイミング制御部１１８０にて制御され、また、データ
の設定および処理の切替等は、ＣＰＵ１１９０にて制御
される。

【００７３】図１３は、本発明による画像読取装置にお
けるビット変換回路の他の例を示す図である。

【００７４】図１３を参照して、このビット変換回路に
おいては、後述するように、シェーディング補正後に不
要になる上位のビット数を削除するような構成となって
いる。

【００７５】図１４は、図１２に示すＬＯＧ ＣＣＤを
用いた場合の本発明による画像読取装置における画像デ
ータ処理の流れを示す図である。

【００７６】図１４において、横軸はＣＣＤ画素を示
し、縦軸はＡＤ出力を示し、グラフはＣＣＤ１ライン分
のデータの白レベルと黒レベルを表わしている。なお、
実際の画像データは、この白レベルと黒レベルの間の
「出力変化」の範囲で、読取原稿からの反射光に応じた
出力が出る。

【００７７】まず、図１４（Ａ）は、読取可能な原稿濃
度の白レベルと黒レベルを読取った場合のＡＤ出力を示
す図である。

【００７８】図１４（Ａ）を参照して、グラフは、光源
の配光により、ＣＣＤ両端が少し下がった、上に凸な形
状となっている。これは、光源の配光が変化すれば、そ
れに応じて変化する。また、光源の絶対光量が変化すれ
ば、全体的に上下にレベルシフトする。

【００７９】また、ＬＯＧ ＣＣＤの特性上、光源の絶
対光量やＣＣＤ感度の個体差、画像変倍率（ＣＣＤ面照
度）等により、白黒レベルのダイナミックレンジは一定
のまま、上下に平行シフトする。

【００８０】したがって、ＡＤ変換回路は、原稿濃度と
これらの変動要素が加味されたダイナミックレンジであ
り、かつ、原稿濃度が必要な分解能でＡＤ変換されるよ
うなビット数に設定されている。ここでは、一例とし
て、１０ビットとしている。

【００８１】次に、図１４（Ｂ）は、シェーディング補
正板を読取った場合のシェーディング補正データを示す
図であり、このデータは、予めラインＲＡＭに記憶され
ている。ここでは、説明を容易にするため、シェーディ
ング補正板の濃度は「黒レベル」とするが、必要に応じ
て所定の濃度に設定してもよい。

【００８２】次に、図１４（Ｃ）は、補正後のデータを
示す図である。図１４（Ｃ）を参照して、図１４（Ａ）
に示す画像データから図１４（Ｂ）に示すシェーディン
グ補正データを減算することにより、各画素の黒レベル
がすべて「０」に補正され、「０」〜「２５５」の範囲
内のデータに補正される。ここで、画像データの出力範
囲が最終的に必要なビット数（たとえば８ビット）にな
るように、予めゲインあるいはＡＤ変換回路のダイナミ
ックレンジを設定しておく。そして、原稿の読取濃度範
囲が正規化された後、不要になった上位のビット数を削
除することにより、ビット変換を行なう。

【００８３】なお、この例では、１種類の原稿での場合
を説明したが、透過原稿（ネガ、ポジ）等を読む場合に
は、ダイナミックレンジやＣＣＤ受光量が変化するた
め、ＣＣＤ出力は全体に上下にレベルシフトする。

【００８４】次に、本発明の別の実施例について説明す
る。図１５は、本発明による画像読取装置の他の例の画
像処理回路のブロック図であり、カラーＬＯＧ ＣＣＤ
を用いた場合の実施例を示す図である。

【００８５】図１５を参照して、原稿からの反射光は、
カラーＬＯＧ ＣＣＤ１４１０に入射し、Ｒ、Ｇおよび
Ｂの光の三原色に分解され、それぞれ光電変換された
後、対数信号に変換されて出力される。なお、以下の回
路はＲＧＢ共同回路であるため、Ｇ（グリーン）回路の
みについて以下に説明する。

【００８６】カラーＬＯＧ ＣＣＤ１４１０から出力さ
れたアナログ信号は、アナログ処理回路１４２０Ｇにて
所定の処理が施され、ＡＤ変換回路１４３０Ｇにてデジ
タル信号に変換される。このとき、ＬＯＧ ＣＣＤ１４
１０の特性上、光源の全体光量や画素ごとにセンサ感度
にばらつきがあった場合でも、原稿濃度に対するダイナ
ミックレンジは一定のまま、全体が平行シフトするよう
なアナログ信号を必要とする。したがって、予め、光量
その他の変動要素を考慮して、必要以上のダイナミック
レンジにてＡＤ変換するように設定しておく。

【００８７】次に、画像読取前に予め、たとえば、白ま
たは黒等の既知の反射率のいわゆるシェーディング板を
読取り、そのデータをラインＲＡＭ１４４１Ｇに記憶し
ておく。そして、画像を読取ったときのＡＤ変換された
画像信号は、シェーディング補正回路１４４０Ｇにて、
ラインＲＡＭ１４４１Ｇに格納されているシェーディン
グ補正データを減算することにより補正される。

【００８８】補正後のデータは、ビット変換回路１４５
０Ｇにて必要なダイナミックレンジにビット変換され、
その後、画像処理回路１４６０Ｇにて、エッジ強調等の
画像処理が施された後、出力され、Ｉ／Ｆ部１４７０Ｇ
を介して後段のブロックに出力される。

【００８９】なお、各処理回路のタイミングの制御は、
タイミング制御部１４８０Ｇにて制御され、また、デー
タの設定および処理の切替等は、ＣＰＵ１４９０Ｇにて
制御される。

【００９０】また、Ｒ（レッド）回路およびＢ（ブル
ー）回路においては、上述したＧ（グリーン）回路と全
く同様の構成であるので、その説明は省略する。

【００９１】図１６は、図１５に示すカラーＬＯＧ Ｃ
ＣＤを用いた場合の本発明による画像読取装置の読取画
像データの出力を示す図である。

【００９２】図１６において、横軸はＣＣＤ画素を示
し、縦軸はＡＤ出力を示し、グラフはＣＣＤ１ライン分
のデータの読取可能な原稿濃度の白レベルと黒レベルを
読取った場合のＡＤ出力を示している。また、図１６
（Ａ）はＲ（レッド）の出力を、図１６（Ｂ）はＧ（グ
リーン）の出力を、図１６（Ｃ）はＢ（ブルー）の出力
を、各々示している。

【００９３】図１６を参照して、光源の配光により、グ
ラフはＣＣＤ両端が少し下がった、上に凸な形状となっ
ている。これは、光源の配光が変化すれば、それに応じ
て変化する。

【００９４】また、図１６（Ａ）〜（Ｃ）を比較して、
ＬＯＧ ＣＣＤの特性上、センサのＲＧＢ感度差によ
り、白〜黒のダイナミックレンジは一定のまま、出力は
平行移動している。

【００９５】なお、実際の画像データは、この白レベル
と黒レベルの間の「出力変化」の範囲で読取原稿からの
反射光に応じた出力が出る。

【００９６】次に、図１７は、図１５に示すカラーＬＯ
Ｇ ＣＣＤを用いた場合の本願発明例の読取った原稿画
像の画像処理の流れを示す図である。

【００９７】図１７において、横軸はＣＣＤ画素を示
し、縦軸はＡＤ出力を示し、グラフはＣＣＤ１ライン分
のデータの白レベルと黒レベルを表わしている。また、
上段の図１７（Ｉ）〜（ＩＶ）はＲ（レッド）の出力
を、中段の図１７（Ｖ）〜（ＶＩＩＩ）はＧ（グリー
ン）の出力を、下段の図１７（ＩＸ）〜（ＸＩＩ）はＢ
（ブルー）の出力を、それぞれ表わしている。

【００９８】まず、図１７（Ｉ）、（Ｖ）、（ＩＸ）
は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各々についての読取可能な原稿濃度の白
レベルと黒レベルを読取った場合のＡＤ出力を示す図で
あり、図１６に示す図と同様である。

【００９９】図１７（Ｉ）、（Ｖ）、（ＩＸ）を参照し
て、光源の配光により、グラフはＣＣＤ両端が少し下が
った、上に凸な形状となっている。これは、光源の配光
が変化すれば、それに応じて変化する。また、ＬＯＧ
ＣＣＤの特性上、光源の絶対光量やＣＣＤ感度の個体
差、画像変倍率（ＣＣＤ面照度）等により、白レベルと
黒レベルのダイナミックレンジは一定のまま、上下に平
行シフトする。したがって、ＡＤ変換回路は、原稿濃度
とこれらの変動要素が加味されたダイナミックレンジで
あり、かつ、原稿濃度が必要な分解能でＡＤ変換される
ようなビット数に設定されている。ここでは、一例とし
て１０ビットとしている。

【０１００】次に、図１７（ＩＩ）、（ＶＩ）、（Ｘ）
は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各々についてのシェーディング補正板
を読取ったときのシェーディング補正データを示す図で
あり、このデータは、予めラインＲＡＭに記憶されてい
る。ここでは、説明を容易にするため、シェーディング
補正板の濃度は「黒レベル」と同様とするが、必要に応
じて、所定の濃度に設定してもよい。なお、前述のよう
に、センサのＲＧＢ感度差により、Ｒ、Ｇ、Ｂ各々の画
像出力レベルには差があるが、シェーディング補正デー
タも同様に感度差に応じてレベルシフトした出力とな
る。

【０１０１】次に、図１７（ＩＩＩ）、（ＶＩＩ）、
（ＸＩ）は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各々についての補正後のデー
タを示す図である。

【０１０２】図１７（ＩＩＩ）、（ＶＩＩ）、（ＸＩ）
を参照して、図１７（Ｉ）、（Ｖ）、（ＩＸ）に示す画
像データから、図１７（ＩＩ）、（ＶＩ）、（Ｘ）に示
すシェーディング補正データを減算することにより、各
画素の黒レベルがすべて「０」に補正されるとともに、
センサのＲＧＢ感度差も補正されて、「０」〜「２５
５」の範囲のデータに補正される。ここで、画像データ
の出力範囲が最終的に必要なビット数（たとえば８ビッ
ト）になるように、予め、ゲインあるいはＡＤ変換回路
のダイナミックレンジを設定しておく。

【０１０３】図１７（ＩＶ）、（ＶＩＩＩ）、（ＸＩ
Ｉ）は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各々についてのビット変換後のデー
タを示す図である。

【０１０４】図１７（ＩＶ）、（ＶＩＩＩ）、（ＸＩ
Ｉ）を参照して、原稿の読取濃度範囲が正規化された
後、不要になった上位のビット数を削除することによ
り、ビット変換を行なう。

【０１０５】図１８は、本発明による画像読取装置のＡ
Ｄ変換回路におけるビット数の決定方法を説明するため
の図である。

【０１０６】図１８において、横軸はＣＣＤ受光量を示
し、縦軸はＣＣＤ出力を示し、グラフはそれぞれカラー
センサのＲ、Ｇ、Ｂ各色の出力を表わしている。

【０１０７】まず、図１８（Ａ）は、ＲＧＢ出力の差が
少ない場合の例を示している。図１８（Ａ）を参照し
て、この例では、各色のダイナミックレンジが必要なビ
ット数で変換されるように（ここでは，８ビットになる
ように）、全体のダイナミックレンジを「ｍ」ビットに
なるように設定している。

【０１０８】一方、図１８（Ｂ）は、Ｒ、Ｇ、Ｂ出力の
差が大きい場合の例を示している。図１８（Ｂ）参照し
て、この例では、各色のダイナミックレンジが必要なビ
ット数で変換されるように（ここでは、８ビットになる
ように）、全体のダイナミックレンジを「ｎ」ビットに
なるように設定している。

【０１０９】図１９および図２０は、従来の画像読取装
置におけるシェーディング補正時の画像データの分解能
について説明するための図である。

【０１１０】図１９および図２０において、横軸はＣＣ
Ｄ画素を示し、縦軸は出力を示し、グラフは１ライン分
のデータの読取可能な原稿濃度の白レベルから黒レベル
の範囲の画像の出力データを表わしている。

【０１１１】まず、図１９は、リニア出力のＣＣＤを用
いた場合の例を示す図であり、図１９（Ａ）は補正前の
データを示し、図１９（Ｂ）は補正後のデータを示す。

【０１１２】図１９（Ａ）を参照して、補正前のデータ
を示すグラフは、光源の配光の影響により、両端が下が
った、上に凸な形状となっている。この出力特性は、光
源の配光が変化すれば、それに応じて変化するものであ
る。

【０１１３】この場合、ＡＤ変換のダイナミックレンジ
を出力のピーク位置に合わせて必要なビット数に変換す
ると、両端の下がった部分は、必要な分解能を満足でき
ない。そして、このような特性を有するデータをシェー
ディング補正すると、図１９（Ｂ）に示すように、両端
の下がった部分のデータは拡大され、ＣＣＤ全画素にわ
たり均一な出力となる。

【０１１４】しかしながら、このような従来の方法で
は、両端の下がった部分は、実質的には必要な分解能が
得られておらず、かつ、ノイズ成分まで拡大されている
ので、Ｓ／Ｎ比較の低下を招くという問題があった。

【０１１５】また、図２０は、ＬＯＧ ＣＣＤを用いた
場合の例を示す図であり、図２０（Ａ）は補正前のデー
タを示し、図２０（Ｂ）は補正後のデータを示す。

【０１１６】図２０（Ａ）を参照して、この場合も図１
９に示す例と同様に、光源の配光の影響により、グラフ
は両端が下がった、上に凸な形状になっている。そのた
め、出力の最大値および最小値をダイナミックレンジに
設定してシェーディング補正すると、図２０（Ｂ）に示
すように、両端の下がった部分のデータは拡大され、Ｃ
ＣＤ全画素にわたり均一な出力となる。このとき、デー
タは、ＣＣＤ全画素に渡り同じ分解能で量子化されてい
るが、シェーディング補正後も増幅されないので、全画
素において均一なＳ／Ｎ比が得られる。しかしながら、
黒レベルから白レベルまでの範囲において、実質的には
本来必要な設定された分解能は得られていないという問
題があった。

【０１１７】図２１は、本発明による画像読取装置にお
けるシェーディング補正時の画像データの分解能につい
て説明するための図である。

【０１１８】図２１において、横軸はＣＣＤ画素を示
し、縦軸は出力を示し、グラフは１ライン分のデータの
読取可能な原稿濃度の白レベルから黒レベルの範囲の画
像の出力データを表わしている。また、図２１（Ａ）は
補正前のデータを示し、図２１（Ｂ）は補正後のデータ
を示す。

【０１１９】図２１（Ａ）を参照して、本発明によれ
ば、白レベルから黒レベルまでのダイナミックレンジ
を、必要とするビット数に設定し、光源の配光による出
力変化分だけ多いビット数でＡＤ変換することにより、
必要な信号部分は、必要な分解能を得られることにな
る。

【０１２０】また、このデータは、図２１（Ｂ）に示す
ように、シェーディング補正後も増幅されないので、全
画素において均一なＳ／Ｎ比が得られる。

【０１２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光源の配光むらやセンサの感度差等による出力レベルに
違いがあっても、同一の分解能でＡＤ変換することがで
き、ＣＣＤ受光量の差によるＳ／Ｎ比の低下を防止する
ことができる。

【０１２２】また、この発明によれば、クランプ調整等
の回路を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像読取装置を用いたデジタルコ
ピー機の一例の構成を示す図である。

【図２】一般的なモードの切替機能を持ったコピー機の
一例の動作を示すフローチャートである。

【図３】図２に示すメインルーチン中のサブルーチンの
１つである画像データ読取に関する動作を示すフローチ
ャートである。

【図４】コピー機において原稿モードを設定するための
パネル画面を示す図である。

【図５】原稿モードに切替えられたパネル画面を示す図
である。

【図６】コピー機の全体制御ブロック図である。

【図７】モノクロセンサを用いた場合の従来のコピー機
の画像処理回路のブロック図である。

【図８】図７に示すモノクロセンサを用いた場合の従来
例の画像データ処理の流れを示す図である。

【図９】カラーセンサを用いた場合の従来のコピー機の
画像処理回路のブロック図である。

【図１０】従来のビット変換回路の一例を示す図であ
る。

【図１１】図９に示すカラーセンサを用いた場合の従来
例の画像データ処理の流れを示す図である。

【図１２】本発明による画像読取装置の一例の画像処理
回路のブロック図である。

【図１３】本発明による画像読取装置におけるビット変
換回路の他の例を示す図である。

【図１４】図１２に示すＬＯＧ ＣＣＤを用いた場合の
本発明による画像読取装置における画像データ処理の流
れを示す図である。

【図１５】本発明による画像読取装置の他の例の画像処
理回路のブロック図である。

【図１６】図１５に示すカラーＬＯＧ ＣＣＤを用いた
場合の本発明による画像読取装置の読取画像データの出
力を示す図である。

【図１７】図１５に示すカラーＬＯＧ ＣＣＤを用いた
場合の本願発明例の読取った原稿画像の画像処理の流れ
を示す図である。

【図１８】本発明による画像読取装置のＡＤ変換回路に
おけるビット数の決定方法を説明するための図である。

【図１９】従来の画像読取装置におけるシェーディング
補正時の画像データの分解能について説明するための図
である。

【図２０】従来の画像読取装置におけるシェーディング
補正時の画像データの分解能について説明するための図
である。

【図２１】本発明による画像読取装置におけるシェーデ
ィング補正時の画像データの分解能について説明するた
めの図である。

【図２２】シェーディング補正回路における補正を説明
するための図である。

【符号の説明】

１１１０、１４１０ ＬＯＧ ＣＣＤ １１２０、１４２０Ｒ、１４２０Ｇ、１４２０Ｂ アナ
ログ処理回路 １１３０、１４３０Ｒ、１４３０Ｇ、１４３０Ｂ ＡＤ
変換回路 １１４０、１４４０Ｒ、１４４０Ｇ、１４４０Ｂ シェ
ーディング補正回路 １１５０、１４５０Ｒ、１４５０Ｇ、１４５０Ｂ ビッ
ト変換回路 １１６０、１４６０Ｒ、１４６０Ｇ、１４６０Ｂ 画像
処理回路 １１８０、１４８０Ｒ、１４８０Ｇ、１４８０Ｂ タイ
ミング制御部（ライン周期切替） １１９０、１４９０Ｒ、１４９０Ｇ、１４９０Ｂ ＣＰ
Ｕ なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿からの反射光を対数変換して出力す
   る光電変換部または光電変換後に対数変換する信号処理
   部と、 前記対数変換されたアナログ信号をデジタル信号に変換
   するＡＤ変換部と、 光源の配光むらおよびセンサの画素感度ばらつきを補正
   するシェーディング補正部と、 前記デジタル信号に変換されたデジタル画像データを、
   ビット変換するデータ処理部と、を有する画像読取装置
   において、 前記対数変換されたアナログ信号を、予めビット数を増
   加させてＡＤ変換し、前記シェーディング補正部におけ
   る補正後に、データの上位ビットを削除してビット数を
   削減することにより、必要なビット数に変換することを
   特徴とする、画像読取装置。
2. 【請求項２】 原稿からの反射光を対数変換して出力す
   る光電変換部または光電変換後に対数変換する信号処理
   部と、 前記対数変換されたアナログ信号を、デジタル信号に変
   換するＡＤ変換部と、 光源の配光むらおよびセンサの画素感度ばらつきを補正
   するシェーディング補正部と、 前記デジタル信号に変換されたデジタル画像データを、
   ビット変換するデータ処理部と、を有する画像読取装置
   において、 前記対数変換されたアナログ信号を、予めビット数を増
   加させてＡＤ変換し、前記シェーディング補正部におけ
   る補正時にレベルシフトした後、必要なビット数に変換
   することにより、前記光電変換部のアナログ信号の出力
   変動を補正することを特徴とする、画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記ＡＤ変換部における前記ＡＤ変換の
   際のビット数は、前記光電変換部の出力変動量に応じて
   増加させることを特徴とする、請求項２記載の画像読取
   装置。
4. 【請求項４】 前記光電変換部の出力変動は、前記光源
   の絶対光量の変動によるレベル変動であることを特徴と
   する、請求項２記載の画像読取装置。
5. 【請求項５】 前記光電変換部の出力変動は、前記原稿
   からの反射光が入射するＣＣＤのＣＣＤ受光感度誤差に
   よるレベル変動であることを特徴とする、請求項２記載
   の画像読取装置。
6. 【請求項６】 前記光電変換部の出力変動の補正は、前
   記原稿の種類により変化するダイナミックレンジに応じ
   た補正量であることを特徴とする、請求項２記載の画像
   読取装置。
7. 【請求項７】 原稿からの反射光をＲＧＢ三原色に分解
   し、かつ、対数変換して出力する光電変換部または光電
   変換後に対数変換する信号処理部と、 前記対数変換されたアナログ信号をデジタル信号に変換
   するＡＤ変換部と、 光源の配光むらおよびセンサの画素感度ばらつきを補正
   するシェーディング補正部と、 前記デジタル信号に変換されたデジタル画像データを、
   ビット変換するデータ処理部と、を有する画像読取装置
   において、 前記対数変換されたアナログ信号を、予めビット数を増
   加させてＡＤ変換し、前記シェーディング補正部におけ
   る補正時にレベルシフトした後、必要なビット数に変換
   することにより、前記光電変換部のＲＧＢ感度差による
   前記アナログ信号の出力レベル差を補正することを特徴
   とする、画像読取装置。
8. 【請求項８】 前記ＡＤ変換部における前記ＡＤ変換の
   際のビット数は、前記光電変換部のＲＧＢ出力レベルシ
   フト量に応じて増加させることを特徴とする、請求項７
   記載の画像読取装置。
9. 【請求項９】 前記ＡＤ変換部における前記ＡＤ変換の
   際のビット数は、前記光電変換部のＲＧＢ各出力のダイ
   ナミックレンジとＲＧＢ間のレベルシフト量に応じて決
   定することを特徴とする、請求項７記載の画像読取装
   置。
10. 【請求項１０】 前記ＡＤ変換部における前記ＡＤ変換
    の際のビット数は、前記光電変換部のＲＧＢ各出力の最
    大値と最小値とにより決定することを特徴とする、請求
    項７記載の画像読取装置。