JPS63124681A - カラ−原稿読取装置 - 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〕 本発明は、多色原稿を読取ることのできるカラー原稿読
取装置に関する。

〔従来の技術〕

第４図に従来のカラー原稿読取装置の構成例を示す。木
口において、１１は原稿、１２は原稿を照明する白色ラ
ンプ、１３は原稿の反射光を集光するロッドレンズ、１
４はロッドレンズで集光された光を光電変換するＣＣＤ
の如き　１次元固体イメージセンサ、１５はイメージセ
ンサの出力を増幅する増幅器である。　１次元固体イメ
ージセンサ１４の受光面には色分解フィルタアレイ１６
が一体に装着（以下、オンウェハと称する）されている
。第５図に示すように、この色分解フィルタアレイ１６
は各センサエレメントに対応して取付けた青（Ｂ）、緑
（Ｇ）、赤（Ｒ）の微小な色分解フィルタの配列から構
成されている。

白色ランプ１２により照明された原稿１１の光学像はレ
ンズ１３を通って１次元固体イメージセンサ１４の受光
面に結像され、色分解フィルタアレイ１６により、Ｒ，
Ｇ、　Ｂの３原色に色分解されて、センサエレメントに
入射し、色信号に変換される。原稿１１の主走査は１次
元固体イメージセンサ１４で行われ、１ライン上の各画
素のＲ，Ｇ、　Ｂの色信号の時系列がアナログ画信号と
して　１次元固体イメージセンサ１４から出力される。

このアナログ画信号は増幅器１５で増幅された後、外部
再生系へ出力される。

この様な従来のカラー原稿読取装置から出力されるアナ
ログ画信号の各色信号レベルは、原稿の分光反射特性だ
けでなく、白色ランプ１２と色分解フィルタ１６および
イメージセンサ１４の分光特性の相乗積に依存するので
、白色基準板（図示しない）を読取った場合でも同一の
信号レベルとはならず、外部再生系に対してホワイトバ
ランスのとれていない画信号を供給してしまうという問
題があった。

この様な問題に対して、白色基準板の読取時にＩｌ、　
Ｇ、　［１の各色信号のレベルをサンプルホールド回路
で検出保持し、その検出保持したレベルに従って各色別
のＡＧＣ回路（自動利得制御回路）のゲインを設定した
後、原稿読取によって得られるアナログ画信号を色別に
対応するそのＡＧＣ回路に通すことにより対処すること
も考えられる。しかし、このような処理方式でも個々の
色分解フィルタ１６やイメージセンサ１４のセンサエレ
メントの感度のばらつき、また白色ランプ１２の光量む
らによる画素毎のホワイトバランスの乱れを補正できな
いという問題がある。

そこで、このような画素毎のホワイトバランスの乱れの
問題を解決するために、第６図に示す様な装置が提案さ
れている。木口に示す従来装面では、Ｒ，Ｇ、Ｂの各色
信号のレベルをサンプルホールド回路３７ａ　、　３７
ｂ　、　３７ｃで検出保持し、その検出保持したレベル
に従って各色別のＡＧＣ回路３８ａ。

３８ｂ、３８ｃのゲインを設定した後、原稿読取によっ
て得られたアナログ画信号を色別に対応するＡＧＣ回路
３８ａ　、　３８ｂ　、　３８ｃに通し、一定レベルに
増幅した後、Ａ／Ｄ変換器３９ａ　、　３９ｂ　、　３
９ｃで各色別にアナログ画信号をデジタル信号に変換す
る。

このデジタル信号に変換された画信号は、各色ごとにシ
ェーディング補正部４０ａ　、　４０ｂ　、　４０（、
に入力され、このシェーディング補正部により白色ラン
プ１２やレンズ１３による光量むら、また個々の色分解
フィルタ１６やイメージセンサ１４のセンサエレメント
の感度ばらつき等による画素毎のレベル変動が補正され
、一定レベルに正規化される。

このようなシェーディング補正はシェーディング補正部
４０ａ　、　４０ｂ　、　４０ｃによ）て次のような手
順により実行される。まず、原稿読取に先立って、イメ
ージセンサ】４により白色基準板１７の読取走査を行う
。この時に得られるアナログ画信号（白色基準板走査信
号）は、各色ごとにサンプルホールド回路３７ａ　、　
３７ｂ　、　３７ｃでサンプルホールドされ、ＡＧＣ回
路３８ａ　、　３８ｂ　、　３８ｃにより一定レベルま
で増幅されるが、その各画゛素のレベルは上述のように
ばらつきを有している。次に、上述の白色基準板走査信
号は各色ごとにＡ／Ｄ変換器３９ａ、　３９ｂ　、　３
９ｃによりデジタル化され、シェーディング補正部４０
ａ　、　４０ｂ　、　４０ｃに入力される。

ここでは代表として、ブルー（Ｂ）の信号についてシェ
ーディング補正を行うシェーディング補正部４０ａにつ
いて第７図を参照して説明する。上述のごとく、へ／Ｄ
変換器３９ａでデジタル化されたブルー（Ｂ）の白色基
準走査信号は、まずＲＡＭ　（ランダムアクセスメモリ
）４１に　１ライン分格納される。

次に、原稿走査が開始されると、ＲＡＭ４１は読出しモ
ードに切りかわり、原稿を走査した画像データ信号と同
期してＲＡＭ４１内に格納されている白色基準板走査信
号が読出されて、ＲＯＭ　（リードオンリメモリ）４２
のアドレスとして入力される。

ＲＯＭ４２においては、第８図に示す様に、ＭＡＸを画
像レベルの最大値、Ｓｎを白色基準板１７を読取ったと
きのｎビット目の画像レベル、引き続いて画像を読取っ
たときの画像レベルをｏｎとすると、シェーディング補
正部４０ａで補正された画像レベルＤｎ′　が、 となる様に、ＲＯＭ４２のデータをあらかじめ作成して
おく。よフて、画像信号と白色基準板走査信号とをアド
レスとしてｎ０Ｍ４２をアクセスすることにより、シェ
ーディング補正された出力が画像信号として出力される
。同様の処理を他のシェーディング補正部４０ｂ　、　
４０ｃでも行うことにより画素毎の出力ばらつきの補正
を行うことができる。

（発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、このような従来装置ではシェーディング
補正部を各色毎に具える必要があり、そのため装置の大
型化、複雑化という問題が発生してしまうという欠点が
あった。

本発明は、上述の欠点を除去し、色分離された各色のダ
イナミックレンジを等しくできるとともに、画素単位で
ホワイトバランスのとれた画信号を得ることかでと、か
つ装置構成を小型化できるカラー原稿読取装置を提供す
ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段〕 かかる目的を達成するため、本発明はカラーフィルタを
備えたカラーイメージセンサによりカラー画像情報を読
み取るカラー原稿読取装置において、入力する各色のシ
リアルアナログ画信号を各色毎に分離する分離手段と、
分離手段により分離された各色の信号を各色毎にディジ
タル画信号に変換するアナログディジタル変換手段と、
アナログディジタル変換手段でアナログディジタル変換
されたパラレルな各信号をシリアルアナログ画信号と同
じ色順序のシリアル画信号に変換するパラレルシリアル
変換手段と、パラレルシリアル変換手段の出力シリアル
画信号に対応する補正係数を選択して順次記憶する記憶
手段と、カラーイメージセンサから出力されるシリアル
アナログ画信号を記憶手段から読み出された補正係数で
補正して分離手段に出力する演算手段とを具備したこと
を特徴とする。

〔作　用〕

本発明によれば、カラーイメージセンサから出力される
シリアルな各色の色イス号をサンプルホールドして色分
離した後、デジタル画信号に変換し、再び各色信号をカ
ラーイメージセンサから出力される各色信号と同一順序
で並べ換えた時系列のシリアル信号に変換し、そのシリ
アル信号に従って補正係数を選択記憶し、この補正係数
に従って、カラーイメージセンサから出力されるアナロ
グ画信号を色ごと、画素ごとに補正するようにしたので
、従来装置に比して％程度の回路規模で、各色、各画素
毎のシェーディング補正が可能となり、ひいては、高価
なシェーディング補正部の数を削減することが可能とな
って、コストの低減が可能となり、さらには各カラー信
号のダイナミックレンジの等しい完全にホワイトバラン
スのとれたカラー信号を得ることができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明実施例の基本構成を示す。本図において
、ａはカラーフィルタを備えたカラーイメージセンサで
あり、カラー原稿を光学系を通して読み取り、電気信号
のシリアルアナログ画信号に変換する。ｂは入力する各
色のシリアルアナログ画信号を各色毎に分離する分離手
段であり、Ｃは分離手段すにより分離された各色の信号
を各色毎にあらかじめ定めた所定のレベルに増幅する増
幅手段である。

ｄは増幅手段Ｃの出力信号をディジタル画信号に変換す
るアナログディジタル変換手段であり、ｅはアナログデ
ィジタル変換手段ｄでアナログディジタル変換されたパ
ラレルな各信号を上記のシリアルアナログ画信号と同じ
色順序のシリアル画信号に変換するパラレルシリアル変
換手段、　ｆはそのパラレルシリアル変換手段ｅの出力
シリアル画信号に対応する補正係数を選択して順次記憶
する記憶手段であり、ｇは上述のカラーイメージセンサ
ａから出力されるシリアルアナログ画信号を記憶手段ｆ
から読み出された補正係数で補正して分離手段すに出力
する演算手段である。

第２図は本発明のカラー原稿読取装置の実施例の構成を
示す。本図において、δ２は可変増幅器１５により一定
レベルまで増幅された一次元固体イメージセンサ１４の
出力信号を画素単位で補正するシェーディング補正部、
６４ａ、　６４ｂ、　６・１ｃはサンプルホールド回路
３７ａ　、　３７ｂ、　３７ｃによって分離されたＲ、
Ｇ、Ｂの各色信号を規定レベルに増幅する増幅器、６５
ａ　、　６５ｂ　、　６５ｃは増幅器６４ａ　、　６４
ｂ　。

１ｉ４ｃにより規定レベルまで増幅された各色信号の黒
原稿を読取走査した時の出力レベルがΔ／Ｄ　　（、ア
ナログデジタル）変換器６６ａ、６６ｂ、６６ｃの最低
基準レベルに一致する様に設定する黒補正回路である。

Ａ／Ｄ変換器６８ａ、６５ｂ、６６ｃは上述の黒補正回
路により黒補正された各色信号をデジタル値に変換する
。６７は上述のＡ／Ｄ変換器で並列にＡ／Ｄ変換された
各色の画像信号を一次元固体イメージセンサ１４からシ
リアルに出力される各色信号Ｒ，Ｇ、Ｂと同一の順序に
選択的に並べ変えるセレクタである。

さらに、シェーディング補正部６２を構成する６２ａ　
、　６２ｂ　、　６２ｃを説明する。６２ａはセレクタ
６７から出力されるデジタル画信号がアドレスとして入
力するＲＯＭ、６２ｂはＲＯＭ６２ａの出力信号（補正
係数）が書き込みデータとして入力するＲＡＭ　、　６
２ｃはＲＡＭ６２ｂから読み出された補正係数と、　１
次元固体イメージセンサ（以下、ＣＣＤと称する）１４
から出力され、可変増幅器１５で一定値まで増幅された
ＣＣＤ出力信号とを入力し、上述の補正係数によってＣ
ＣＯ出力信号を補正する演算器（乗算器）である。

次に、第３図のタイミングチャートを参照して、第２図
の本発明実施例装置の動作を説明する。

まず、原稿読取に先立って、白色基準板１７の読取走査
を行う。この時に、ＣＣＤ１４から得られるアナログ画
像信号（白色基準板走査信号）は、色分解フィルタ１６
が上述の第５図に示すように配列されているので、Ｒｌ
Ｇ、Ｂの各色信号が時系列に現われるシリアル信号とな
る。にＣ［１１４から出力されるＲ、Ｇ、１１のシリア
ル信号は、可変増幅器１５により一定レベルまで増幅さ
れ、シェーディング補正部６２の演算器（乗算器）６２
ｃに入力する。演算器（乗算器）６２ｃに設定された係
数が例えば×１とすると、×１が各色信号のビット毎に
プリセットされる。

演算器６２ｃにより演算係数×１を乗算されたＣＣＤ１
４の出力信号は、サンプルホールド回路３７ａ　、　３
７ｂ　、　３７ｃにより第３図の■、■、■に示すタイ
ミングでＲ，Ｇ、Ｂ各色信号別に分離される。

各色信号別に分離されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号は、増幅
器６４ａ　、　６４ｂ　、　６４ｃによりＡ／Ｄ変換器
６６ａ。

６６ｂＪ６ｃの入力のダイナミックレンジを最大限に使
えるレベルまで増幅され、黒レベル補正部６５ａ　、　
６５ｂ　、　６５ｃに入力する。黒レベル補正部６５ａ
　、　６５ｂ　、　６５ｃでは、上述の様に、原ｆ４１
１の黒部を読取走査した場合の各色信号Ｒ，Ｇ、ＢのＡ
／Ｄ変換器６６ａ、６６ｂ、６６ｃの人カレベルがその
Ａ／Ｄ変換器の最低基準レベルに一致する扛に、黒レベ
ル補正部５５ａ　、　６５ｂ　、　６５ｃの出力レベル
−を調節する。

このように、白色基準板１７の読取りレベルと原稿１１
の黒部の読取レベルとにより黒レベル補正部６５ａ　、
　６５ｂ　、　６５ｃで最大値（＋、ＩＡＸ）　　と最
小値（ＭＩＮ）とが調整された各色信号はＡ／Ｄ変換器
６６ａ、６６ｂ。

６６ｃによりデジタル信号に変換され、外部に出力され
ると共に、セレクタ６７へ出力される。

セレクタ６７ではパラレル（並列）に入力されるＲ、Ｇ
、Ｂのデジタル各信号を（：ＣＤ１４から時系列的に出
力されるＲ、Ｇ、Ｂ色信号と同一の色順序になる採に、
第３図の＠のタイミングで順次切換え選択してシリアル
（直列）信号に変換する。ＣＣ０１４の画素配列と同一
に並べ変えられたＲｌＧ、Ｂの各色信号はシェーディン
グ補正部６２を構成するＲＯＭ６２ａのアドレス信号と
して入力する。このアドレス信号で指定されたアドレス
により次式（２）で決まる補正係数Ｍがｌｌ０Ｍ６２ａ
から読み出され、ＲＡＭ６２ｂ）のセンサ画素対応のア
ドレスに書き込まれる。

ここで、１昌×は画像レベルの最大値、　Ｓｎは白色基
準板１７を読取走査した時のｎビット目の画像レベル、
　ｏｎは引と続き読取ったときの画像レベルの値である
（第８図参照）。

この様にして、イメージセンサ１４の各センサ画素、ず
なわら各色毎の補正係数が順次求められ、ＲＡＭ６２ｂ
に格納されていく。その後、　１ライン分の各色の補正
係数がＩ（ＡＭ６２ｂに格納されると、ＲＡＭ６２ｂは
読出しモードに切り替り、白色基準板走査信号と同期し
て、補正係数ＭがＲＡＭ６２ｂから読出されて、演算器
６２ｃに入力する。演算器６２ｃとして、本実施例では
一例として乗算型Ｄ／八（デジタル・アナログ）変換器
を用いており、この演算器６２ｃによりアナログの白色
基準板走査信号と補正係数Ｍとの乗算が実行され、この
乗算結果が補正済みの白色基準板走査１８号として演算
器６２ｃからサンプルホールド回路３７ａ、３７ｂ、３
７ｃに出力される。

その後、本読取装置では原稿走査を開始する。

ＣＧＤ１４により読取られた原稿の画像信号は上述した
白色基準板走査信号の場合と同様に、ＲＡＭ６２ｂに記
憶された補正係数により補正され、サンプルホールド回
路３７ａ　、　３７ｂ　、　３７ｃに送られる。

ｒ（ＡＭ６２ｂ内に記憶された上述の補正係数は、色別
および画素ごとの分光特性や感度ばらつき等の影響を相
殺する値にあらかじめ決められているので、Ａ／Ｄ変換
器６６ａ、６６ｂ、６６ｃから出力されるｌ（、Ｇ。

Ｂ各色のデジタル画像信号は一定しベルＭに規格化され
た信号、すなわちシェーディング成分がなく、完全にホ
ワイトバランスがとれた画像信号となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、カラーイメージ
センサから出力されるシリアルな各色の色信号をサンプ
ルホールドして色分離した後、デジタル画１８号に変換
し、再び各色信号をカラーイメージセンサから出力され
る各色信号と同一順序で並べ換えた時系列のシリアル信
号に変換し、そのシリアル信号に従って補正係数を選択
記憶し、この補正係数に従って、カラーイメージセンナ
から出力されるアナログ画信号を色ごと、画素ごとに補
正するようにしたので、従来装置に比して局程度の回路
規オ莫で、各色、各画素毎のシェーディング補正が可能
となり、ひいては、高価なシェーディング補正部の数を
削減することが可能となって、コストの低減が可能とな
り、さらには各カラー信号のダイナミックレンジの等し
い完全にホワイトバランスのとれたカラー信号を得るこ
とができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の基本構成を示すブロック図、 第２図は本発明実施例の回路構成を示すブロック図、 第３図は第２図の本発明実施例の出力信号のタイミング
を示すタイミングチャート、 第４図は従来のカラー原稿読取装置の構成を示す模式図
、 第５図は第４図の色分解フィルタの配置構成を示す平面
図、 第６図は従来のカラー原稿読取装置の他の構成を示すブ
ロック図、 第７図は第６図の従来のシェーディング補正部の構成を
示すブロック図、 第８図はセンサ画素と光量との関係を示す特性図である
。 １１・・・原稿（対象物体）、 １２・・・白色ランプ（光源）、 １３・・・レンズ、 １４・・・　１次元固体イメージセンサ（光電変換素子
列） １５・・・可変増幅器、 １６・・・カラーフィルタ、 １７・・・白色基準板、 ３７ａ　、　３７ｂ　、　：１７ｃ・・・サンプルホー
ルド回路（分難手段）、 ６２・・・シェーディング補正部、 ６２ａ　−ＲＯＭ　　（記憶手段）、 ６２ｂ・・・ＲＡＭ　。 ６２ｃ・・・演算器（演算手段）。 ６４ａ　、　６４ｂ　、　６４ｃｍ増帳器増幅器手段）
、６５ａ　、　６５ｂ　、６５ｃ　・−黒レベル補正回
路、６６ａ、６６ｂ、６６ｃｍ−−Ａ１０変換器（へ１
０変換手段）、６７・・・セレクタ（パラレルシリアル
変換手段）。 従来のカラー原稿読取装置の構成を示す模式図第４図の
色分解フィルタの配置構成を示す平面図第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ａ）カラーフィルタを備えたカラーイメージセンサ
   によりカラー画像情報を読み取るカラー原稿読取装置に
   おいて、 ｂ）入力する各色のシリアルアナログ画信号を各色毎に
   分離する分離手段と、 ｃ）該分離手段により分離された各色の信号を各色毎に
   ディジタル画信号に変換するアナログディジタル変換手
   段と、 ｄ）該アナログディジタル変換手段でアナログディジタ
   ル変換されたパラレルな各信号を前記シリアルアナログ
   画信号と同じ色順序のシリアル画信号に変換するパラレ
   ルシリアル変換手段と、 ｅ）前記パラレルシリアル変換手段の出力シリアル画信
   号に対応する補正係数を選択して順次記憶する記憶手段
   と、 ｆ）前記カラーイメージセンサから出力されるシリアル
   アナログ画信号を前記記憶手段から読み出された前記補
   正係数で補正して前記分離手段に出力する演算手段と を具備したことを特徴とするカラー原稿読取装置。