JPS6161559A - 情報読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はディジタル複写機、ファクシミリ等に用いら
れる情報読取装置ζこ関し、特にＣＯＤイメージセンサ
などの原稿読取装置で読取ったデータの精度を向上させ
る手段を具えた装置に関する゛。

〔従来の技術〕

ディジタル複写機、ファクシミリ等に用いられる原稿読
取装置では、画像、文字等が記載された原稿に棒状光源
から光を照射し、その反射光を撮像レンズなどを通して
ＣＣＤ（電荷結合素子）等の固体イメージセンサ番こ入
射し、固体イメージセンサで該入射された光信号を電気
信号に変換することにより読取が行われる。

ところで、この種の原稿読取装置においては、（υ　光
源の配光特性にバラツキがあり、該光源の中央部から端
部へいく程輝度が低下する。

（２）ｃｏｓ４乗則によりレンズの明るさが周辺部に近
づくにつれて低下する。

（３）　　固体イメージセンサの各ビット間に感度バラ
ツキがある。

（４）反射鏡等の汚れ 等に原因する謂ゆるシェーディング特性を補正すること
が必要であり、以下簡単にシェーディング補正の一般的
手法について述べる。

まず、シェーディング補正用の基準白色データ丁 Ｒｉを１走査線分読取り、これを記憶しておく。

第３図（田こ上記シェーディング補正用のデータを読取
ったときのＣＣＤイメージセンサの出力特性を示す。

次に、任意の原稿の画像データＤｉを読取る。

第３図（Ｉｔ）にＪｇ、稿の画像データを１走査線分読
取ったときの出力特性を示す。そして、この読取った原
稿の画像データＤｉと前記記憶しておいたシェーディン
グ補正用のデータＲｉとの比Ｄ　ｉ　／Ｒｉをとること
によりシェーディング特性が補正される。

ところで、ＣＣＤイメージセンサで読取ったシェーディ
ング補正用のデータＲｉおよび原稿の画像データＤｉＪ
こはＣＣＤイメージセンサの無入光時のレベルすなわち
基底レベルＣｉ（第３図（Ｉ［）に示す）が含まれてお
り、上記データＲｉおよびＤｉの真の出力レベルはこれ
らデータＲｉおよびＤｉから基底レベルＣｉをそれぞれ
差引いたものとなる。

このため従来は、ＣＣＤイメージセンサの出力を増幅す
る増幅器において、上記基底レベル分を固定レベルでオ
フセクトすることにより真の出力値を得るようにしてい
た。

し力）し、この従来方式では （υ　オフセット電圧が温度変化により変動する。

（２）　オフセット電圧の長期的な変動。

（３）各読取素子毎の基底レベルのバラツキ。

などを原因としてＣＣＤイメージセンサの読取精度を劣
化させていた。

この他ζこ、原稿読取装置として第４図番こ示すような
一次元ＣＯＤイメージセンサを用いた場合、従来の増幅
器によるオフセット方式では次のような不都合を生じて
いた。

一次元ＣＯＤイメージセンサは第４図に示すように、ア
レイ状の光電変換素子１、得られた信号電荷を一時的番
こ蓄積する蓄積電極２、蓄積電極２−こ蓄積した信号電
荷をＣＣＤシフトレジスタ４に並列移送するシフトゲー
ト３、移送された信号電荷を出力部５に直列転送するＣ
ＣＤシフトレジスタ４、両シフトレジスタ４から転送さ
れた信号電荷を交互に電圧信号に変換し時系列信号とし
て出力する出力部５で構成されており、奇数および偶数
番目の光電変換素子１の信号電荷は別々のシフトレジス
タ４に移送され出力部５において交互に時系列の信号と
して読出されるようになっている。

第５図に奇数および偶数画素の読出しチャネルを合成し
たときの出力部５の出力波形を示すつこの出力波形は出
力部５内のフローティングキャパシタを初期状態に戻す
ためのリセットパルスＲＳを４ＭＨｚで入力したときの
ものであり、その出力は直流約６ｖ上に重畳されている
。

まず、実線で示す無入光時の出力波形に着目してみると
、奇数チャネルおよび偶数チャネル間のそれぞれの出力
波形および出力レベルに差が見られ、この後のＡ−Ｄ変
換のタイミング設定によっては０．０５Ｖ以上の誤差を
生じる。

次に、蓄Ｍｔ箪極２がほぼ飽和時の出力波形は破線で示
されており、出力レベルは無人党時ζこ比べて約１．３
ｖ下降しているが、このときも無人党時と同様奇数およ
び偶数チャネル間の出力波形および出力レベルに差が見
られる。

このように、−次元ＣＣＤイメージセンサにおいては奇
数および偶数チャネル間のダイナミックレンジにズレが
あるにもかかわらず、従来方式においてはこれらを同一
基底レベルでオフセットさせていた。このようなことで
は、ＣＯＤイメージセンサの出力信号を正確に補正して
いるとはいえず、原稿画像の忠実な再現が要求される読
取装置には使用できないという欠点があった。

この発明はこのような実情に鑑みてなされたもものであ
る。

〔問題点を解決するための手段および作用〕この発明で
は、原稿読取装置で光電変換した信号を逐次Ａ−Ｄ変換
するＡ−Ｄ変換器と、この人−Ｄ変換された信号のうち
前記読取装置の無入光時の出力データを記憶するメモリ
と、前記Ａ−Ｄ変換器でＡ−Ｄ変換された原稿の画像デ
ータまた６　　　　　はシェーディング補正用の基準濃
度データから前記メモリに記憶した無入光時のデータを
それぞれ差引くことにより基底レベル補正を行う減算手
段と、前記減算手段で基底レベル補正された原稿の画像
データおよびシェーディング補正用の基準θ度データに
基づき所定のシェーディング補正を行時のデータを読取
ることにより、前記原稿読取装置の各読取素子力）ら出
力される各基底レベルデータＣｉを前記メモリに記憶す
る。

第２のステップとして、前記減算手段において前記原稿
読取装置で読取ったシェーディング補正用の基準濃度デ
ータＲｉから前記メモリに記憶した前記基底レベルデー
タＣｉを差引くことにより、各読取素子ごとの真のシェ
ーディング補正用データ（Ｒｉ−Ｃｉ）を得る。

第３のステップとして、前記減算手段ｌこ右いて前記原
稿読取装置で読取った原稿の画像データＤｉから前記メ
モリに記憶した基底レベルデータｃｉを差引くことＩこ
より各読取素子ごとの真の原稿画像データ（Ｄｉ−Ｃｉ
）を得、次いで該画像データ（Ｄｉ−Ｃｉ）および前記
シェーディング補正データ（Ｒｉ−Ｃ４）を前記シェー
ディング補正手段に入力することによりシェーディング
補正が前記シェーディング補正手段を前記減算手段の出
力信号を対数変換する対数変換手段と、該対数変換され
た信号のうちシェーディング補正用の基準濃度データを
記憶するメモリと、原稿読取時に前記対数変換手段で対
数変換された原稿の画像データと前記メモリに記憶した
シェーディング補正用の基準濃度データの対数変換値と
を逐次減算処理する減算手段とで構成すれば、通常のシ
ェーディング補正手段に比して、簡単な回路構成で高速
のシェーディング補正動作を実現することができる。

〔発明の効果〕 したがって、この発明によれば、原稿読取装置の基底レ
ベル補正を各読取素子毎に各別にディジタル演算処理す
るようｌこしたことから、温度補償を必要とせずに常に
高精度かつ正確な読取データを得ることができるように
なり、原稿像を忠実に再現することができるようｌこな
る。

〔実施例〕

第１図にこの発明の一実施例を示す。

第１図において、原稿読取装置１０はＣＯＤなどの固体
撮像素子であり、受光した原稿の画像データＤｉまたは
シェーディング補正用の基準濃度データＲｉなどを光電
変換・蓄積し、この蓄積データをクロック発生器１６か
ら出力されるクロック信号φに同期してビットシリアル
に増幅器１１に入力する。増幅器１１で適宜レベルまで
増幅されたデータはＡ−Ｄ変換器１１：１次入力される
。

Ａ−Ｄ変換器１２は増幅器１１の出力を受入し、これを
遅延回路１７で適宜遅延させたクロック信号φ′に基づ
き逐時ｎビットから成るディジタル信号に変換する回路
であり、この場合入力データを８ビツトすなわち「０」
〜ｒ　２５５　Ｊの２５６レベルに分解するものである
とする。

次に、切換スイッチ１３はＡ−Ｄ変換器１２の出力の切
換えを行うものであり、その接点は無入光時の基底レベ
ルデータＣｉを読取るときにはＡ側に接続され、シェー
ディング補正用の基準濃度データＲｉおよび原稿の画像
データＤｉを読取るときにはＢ側に接続されている。Ｒ
ＡＭ１４は無入光時の基底レベルデータＣｉを記憶する
ためのものであり、アドレスカウンター８から出力さ・
れるアドレス信号に基づき書込みおよび読出し動作が行
われる。アドレスカウンター８はクロック発生器１６か
ら出力されるクロック信号φをカウントすることにより
、ＲＡＭ１４の書込みおよび読出しのためのアドレスを
形成する。

次に、減算器１５は例えば汎用の４ビツトの全加算器を
２個並設することによって構成され、シェーディング補
正データの読取時に切換スイッチ１３を介してＡ−Ｄ変
換器１２より出力される基準濃度データＲｉ（３ビツト
）もしくは原稿読取時に同様にしてＡ−Ｄ変換器１２よ
り出力される原稿の画像データＤｉ（３ビツト）からＲ
ＡＭ１４１こ記憶されていた基底レベルデータＣ１（８
ピツ↑ ト）を減じる演算を行い、該減算結果をシェーディング
補正装置１９に入力する。

シェーディング補正装置１９の内部構成例を第２図に示
す。

ｌｏｇ変換器２０は一般式としては、減算器１５から出
力さね、るデータ（Ｄｉ−Ｃｉ）または（Ｒｉ−Ｃｉ）
を所定の基準設定値Ｍに対する常用対数変換するもので
あり、次式にこの対数変換のための具体式を示す。

すなわち、上記変換式は入出力データをそれぞれ８ビツ
ト（「Ｏ」〜ｒ２５５Ｊ　’）ζこ想定しており、出力
値の小数点以下は４捨５人されて整数値をこ近似され、
また出力がｒ　２５５　Ｊ以上となる入力があった場合
は出力データは最高ディジタル値ｒ２５５Ｊに収束され
るようになっている。

ところで、この場合は上記ｌｏｇ変換器２０をリードオ
ンリメモリ（ＲＯＭ）で構成することにより回路の高速
化および簡素化を図るようにしている。これは減算器１
５よりディジタル値ＩＮがＲＯＭ２０のアドレス信号と
して入力されたときに上式の出力値（ＯＵＴ　）が出力
されるようＲＯＭの記憶内容を設定しておけばよく、減
算器１５の出力を８ビツトとした場合、入力アドレスお
よび出力データが８ビツトの汎用ＲＯＭ、または例えば
４ビツト×２５６ワ一ド以上の汎用ＲＯＭを２個使用す
ることなどにより、簡単な構成でアクセスタイム５０　
ｎ　Ｓｅｃ程度の高速対数変換処理を容易に達成するこ
とができる。

次に切換スイッチ２１はｌｏｇ変換器２０の出力の切換
えを行うものであり、その接点はシェーディング補正用
の基準濃度データ（Ｒｉ−Ｃｉ）を読取るときにはＡ側
に接続され、原稿の画像データ（Ｄｉ−Ｃｉ）を読取る
ときζζはＢ側に接続されている。ＲＡ　Ｍ　２２はシ
ェーディング補正用の基準濃度データ（Ｒｉ−Ｃｉ）の
対数変換値ｌｏｇ　（Ｍ／（Ｒｉ　−Ｃｉ＞）を記憶す
るためのものであり、アドレスカウンタ１８から出力さ
れるアドレス信号に基づき書込みおよび読出し動作が行
われる。

減算器２３は例えば汎用の４ビツトの全加算器を２個並
設することによって構成され、原稿読取時に、切換スイ
ッチ２１を介してｌｏｇ変換器２０より出力される原稿
の画像データの対数変換値ｌｏｇ　（Ｍ／ｆＤｉ　−ｃ
　＋＋）　（８ビツト）からＲＡＭ２２に記憶されてい
た基準濃度データの対数変換値ｌｏｇ（Ｍ／（Ｒｉ　−
Ｃｉ））　（８ヒフ　ト）　ヲ減シル演Ｗ−ヲ行イ、該
減算結果を逆ｌｏｇ変換器２４に入力する。逆を出力す
る。

かかる渦成例における具体動作例を説明する。

まず、原稿読取装置１０に光を入射するための光源（図
示ぜず）を消燈し、無入光時の基底レベルデータＣｉを
読取る。この際、切換スイッチ１３の接点はＡ側に接続
されている。原稿読取装置１０で光電変換された基底レ
ベルデータＣｉはビットシリアルに増幅器１１に入力さ
れ、増幅器１１で増幅され、さらにＡ−Ｄ変換器１２に
よって８ビツトのディジタル信号に変換された後、スイ
ッチ１３を介してＲＡＭ１４に順次格納される。

次に、シェーディング補正用の基準濃度データＲｉの読
取り処理であるが、この際切換スイッチ１３の接点はＢ
１１１！Ｊこ、切換スイッチ２１の接点はＡ側に接続さ
れており、原稿読取装置１０は上記基準濃度データとな
るべき白色板を照射したときの反射光を受光している。

原稿読取装置１０で光電変換された基準濃度データＲｉ
は増幅器１１を介してＡ−Ｄ変換器１２に入力され、Ａ
−Ｄ変換器１２によって８ビツトのディジタル信号に変
換された後、切換スイッチ１３を介して減算器１５に加
えられる。このとき、減算器１５の他方の入力にはＲＡ
Ｍ１４に記憶された基底レベルデータＣｉが供給され、
減算器１５はＲｉを被減数、Ｃｉを減数とした減算動作
を行う。この結果、減算器１５↑ からはシェーディング補正データＲｉから基底レベル分
Ｃｉを各画素毎に差引いた真の補正データ（Ｒｉ−Ｃｉ
）が得られることになる。

このシェーディング補正データ（Ｒｉ−Ｃｉ）はｌｏｇ
変換器２０に入力される。ｌｏｇ変換器２０　　　　’
は入力された８ピツ゛トのシェーディング補正データ（
Ｒｉ−Ｃｉ）を前述の変換式にしたがって対数変換し、
該８ビツトの対数変換出力ｌｏｇ（ＶＲｌ−ｃｉ＋）を
切換スイッチ２１を介してＲＡＭ２２の所定アドレスに
順次格納する。すなわち、原稿読取装置１０で読取られ
たシェーディング補正用の基準濃度データＲｉは減算器
１５で基底レベル分Ｃｉが差引かれた後、ｌｏｇ変換器
２０で対数変換されとになる。

次に、原稿の画像データＤｉの読取時においては、切換
スイッチ１３の接点はＢ側に、切換スイッチ２１の接点
はＢ側に接続されている。

原稿の画像データＤｉは原稿読取装置１０で光電変換さ
れ、前記同様、増幅器１１、Ａ−Ｄ変換器１２、切換ス
イッチ１３を介して減算器１５に入力される。このとき
減算器１５の他方の入力にはＲＡＭ１４に記憶された基
底レベルデータＣｉが供給されており、減算器１５はＤ
ｉを被減数、Ｃｉを減数とした減算動作を行う。この結
果、減算器１５からは原稿の画像データＤｉから基底レ
ベル分Ｃｉを各画素毎に差引いた真の画像データ（Ｄｉ
−Ｃｉ）が得られることになる。

この画像データ（Ｄｉ−Ｃｉ）はｌｏｇ変換器２０）は
切換スイッチ２１を介して減算器２３に入力される。こ
のとき減算器２３の他方の入力にはＲう。

Ｍ　　　　　　　　　　　　　　　Ｍ ｌｏｇ　（、）　−ｌｏｇ　（Ｒｉ−ｏｉ）Ｄｉ−Ｃ鳳 となり、結局減算器２３の出力からは基底レベル補正か
つシェーディング補正が施された各画素のデータの対数
値が得られることになる。

この減算器２３の演算出力を逆ｌｏｇ変換器２４に入力
し、該逆ｌｏｇ変換器２４から最終出力を得できるが、
減算器２３の演算出力を最終出力とし、画信号処理を行
うようにしてもよい。

このように、本実施例では原稿を１枚読取る度ｉこ、 １）無入光時における各読取素子毎の光電変挽出゛カデ
ータの読込動作 ２）シェーディング補正用の基準濃度データの読取りお
よび該基準濃度データの基底レベル補正動作 ３）読取った原稿の画像データの基底レベル補正および
シェーディング補正動作 を繰返し実行するようにした。このため、各読取素子毎
の基底レベルバラツキに左右されずに常に高精度の画像
読取動作を行うことができる。

なお、上記実施例では、第２図に示した構成によるシェ
ーディング補正回路を用い、シェーディング補正回路の
高速およびｆ７ｉ素化を図るよう化したが、本発明では
これに限らず他の任意の構成によるシェーディング補正
回路によりシェーディング補正動作を行わせるようにし
てもよい。第２図のシェーディング補正回路ではｌｏｇ
変換器２０として演算ＲＯＭを用いれば回路をより簡単
化および高速化することができる。

また、上記実施例では、光源の光度レベルの経時変化な
どを考慮して各原稿毎にシェーディング補正データを更
新するようにしたが、高速駆動を図るような場合は、例
えば装置の起動時のみにＲＡＭ２２に基準濃度データを
読込み、以後該ＲＡＭ２２に記憶した基準濃度データに
基づき複数枚の原稿のシェーディング補正を行うようζ
こしてもよく、さらに原稿を所定枚数読取る度にシェー
ディング１　　　　　　補正データを更新するといった
手法を用いるようにしてもよい。

また、上記実施例ではシェーディング補正用のベルデー
タとしたが、通常原稿の白地部の反射光レベルは原稿毎
にバラツキがあるものであり、各原稿の白地部を各シェ
ーディング補正のための基３￥１濃度データとして、原
稿毎の白地バラツキを考慮したシェーディング補正を行
うようにしてもよい。この場合は、原稿頭部の全白部分
の読取時間を利用してＲＡＭ２２に各原稿毎の基準濃度
データを書込むようにすればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は第１図に示すシェーディング補正回路の内部構成例を
示すブロック図、第３図は原稿読取装置の出力特性を説
明するための線図、第４図は一般的な１次元ＣＯＤイメ
ージセンサの構成を示す図、第５図は１次元ＣＯＤイメ
ージセンサの出力電圧波形を示す線図である。 １・・・光電変換素子、２・・・蓄積電極、３・・・シ
フトゲート、４・・・ＣＣＤシフトレジスタ、５・・・
出力部、１０・・・原稿読取装置、１１・・・増幅器、
１２・・・Ａ−Ｄ変換器、１３．２１・・・切換スイッ
チ、１４゜２２・・・ＲＡＭ、１５，２３・・・減算器
、１６・・・クロック発生器、１７・・・遅延回路、１
８・・・アドレスカウンタ、１９・・・シェーディング
補正回路、２０・・ｌｏｇ変換器、２４・・・逆ｌｏｇ
変換器画釆 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）原稿読取装置で光電変換した信号を逐次Ａ−Ｄ変
   換するＡ−Ｄ変換器と、このＡ−Ｄ変換された信号のう
   ち前記原稿読取装置の無入光時の出力データを記憶する
   メモリと、前記Ａ−Ｄ変換器でＡ−Ｄ変換された原稿の
   画像データまたはシェーディング補正用の基準濃度デー
   タから前記メモリに記憶した無入光時のデータをそれぞ
   れ差引くことにより基底レベル補正を行う減算手段と、
   前記減算手段で基底レベル補正された原稿の画像データ
   およびシェーディング補正用の基準濃度データに基づき
   所定のシェーディング補正を行うシェーディング補正手
   段とを具えた情報読取装置。
2. （２）前記シェーディング補正手段は前記減算手段の出
   力信号を対数変換する対数変換手段と、該対数変換され
   た信号のうちシェーディング補正用の基準濃度データを
   記憶するメモリと、原稿読取時に前記対数変換手段で対
   数変換された原稿の画像データと前記メモリに記憶した
   シェーディング補正用の基準濃度データの対数変換値と
   を逐次減算処理する減算手段とで構成される特許請求の
   範囲第（１）項記載の情報読取装置。
3. （３）前記対数変換手段は前記対数変換を行う演算メモ
   リである特許請求の範囲第（２）項記載の情報読取装置
   。