JPS63199570A

JPS63199570A - 画像読取装置

Info

Publication number: JPS63199570A
Application number: JP62031190A
Authority: JP
Inventors: Katsuyoshi Maejima; 前島　克好
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-02-13
Filing date: 1987-02-13
Publication date: 1988-08-18

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】〔技術分野〕本発明は、画像読取装置、特に画像信号の補正機能を備
えた画像読取装置に関するものである。

〔従来技術〕

ファクシミリやデジタル複写機等に於ては、電送或いは
複写すべき原稿画像をＣＣＤ等のラインセンサを用いて
光電的に読取ることがなされる。

このラインセンサは一般に数十個の受光素子を有し、１
ラインの画像を数千画素に分解して各画素の濃淡を表わ
す画像信号を出力する。この様なラインセンサにより良
好な画像読取りを行うためには、同一濃度の画像に対す
る各受光素子の出力が一定とならなければならないが、
各受光素子の感度やオフサット（暗電流）にばらつきが
あると、各受光素子の出力が不均一となる。この場合、
例えば読取信号を用いて中間調画像を再現すると、再現
された画像に黒すじが表われる如くの不都合を生じる。

また、温度変化により黒レベル出力が変動する事があり
、更に受光素子が奇数出力、偶数出力の如く複数系統の
出力を持つ場合、各出力毎に増巾、Ａ／Ｄ等の処理が行
われている。

この場合、各出力毎に温度特性が違い、出力レベルの変
動を招く事になり画質の低下を起こすことになる。

この様に受光素子が複数系統の出力を持つものにおいて
は、各画素のバラツキよりも各系統の差の方が大きい事
が多い。つまり、各系統の出力に対して別々のアンプや
Ａ／Ｄ等を使用している為、各系統のオフセット等のバ
ラツキが生じる事になり、画像劣化となる。この誤差は
、各系統のアンプとゲインを調整する事により、誤差を
取り除く事が出来るが、調整が非常に複雑になり、経時
変化を除去する事は不可能に近い。

〔目　的〕

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、各系統の出
力を記憶しておき、その値に基づき、各系統の出力を補
正する事により、経時変化も除去出来る画像読取装置を
提供するものである。

〔実施例〕以下図面を参照にしながら本発明を好ましい実施例に基
づいて説明する。

第１図は、本発明を適用した画像読取装置の実施例であ
り、１０１は原稿台、１０２は原稿押え、１０３はライ
ン状に配列された複数の受光素子からなる画像読み取り
用のＣＯＤ、１０４は原稿照射用の蛍光灯、１０５〜１
０７はミラー１０８は結像用のレンズ、１０９はモータ
である。モータ１０９により蛍光灯１０４゜ミラー１０
５〜１０７を移動することにより原稿をＹ方向に副走査
し、順次原稿画像をＣＣＤ　ｌ　０３に結像する。Ｉｌ
ｌはシェーディング補正用のデータを得るための標準白
色板であり、蛍光灯１０４がこの標準白色板１１１を照
射し、標準白色板Ｉｌｌからの反射光がＣＣＤ１０３に
導かれる位置に、蛍光灯１０４、ミラー１０５〜１０７
がある状態をホームポジションと呼ぶ。

第２図は、読取装置の回路構成を示すブロック図である
。

ＣＣＤ１０３　（例えばＴＣＤ１０６Ｃ東芝製）は、偶
数画素と奇数画素の夫々に対応する２系統の出力（２５
１ａ。

２５１ｂ）が別々に設けられており、独立に信号処理が
行なえる様になっている。尚、偶数画素に対する処理回
路をａで表わし、奇数画素に対する処理回路をｂで示す
。

偶数画素と奇数画素の信号処理は全く同じである為、以
下偶数画素に対応する出力２５１ａに対する画像処理に
ついて述べる。

ＣＣＤ１０３により画像をライン単位で読取ることによ
り得られた画像信号は、サンプルホールド２０１により
ノイズ成分が除去され、信号成分のみが取り出される。

さらに、ＤＣクランプ回路２０２により黒レベルの再生
を行う。ＣＣＤ１０３の出力は、黒レベルに対しての相
対的な出力として取り出されるため、ｌライン毎に黒レ
ベル信号を検出し、黒のレベルを常に一定（例えばＯｖ
）に保つことにより、ＣＣＤ１０３の出力を絶対的なレ
ベルに補正する回路である。２６６はＣＣＤ１０３から
黒レベル信号が出ている期間を示す信号である。レベル
補正された画像信号は次に、増巾器２０３により、Ａ／
Ｄ変換されるのに適した信号迄増中される。

本例によるＡ／Ｄコンバータ２０４として、ＥＦ８３０
８（トムソン製）を使用しており、０〜２ｖのアナログ
入力を０〜Ｆ　Ｆ　＋１のディジタル信号に変換する。

レベル補正されたＣＣＤ１０３の白レベル出力は、０．
３ｖである為、増巾器２０３は６．６倍の増巾を行う。

尚、図示していないが、ＣＣＤ１０３の出力が白で０．
３Ｖになる様に、蛍光灯１０４の光量を常に調整する回
路が設けられる。Ａ／Ｄコンバータ２０４によって各画
素毎にＡ／Ｄ変換された画像データは、真白“００１−
１”、真黒“ＦＦＨ”として画像信号ライン２５５に出
力される。

オフセット補正回路２０５に入力した画像データは暗電
圧補正され、更にシェーディング補正回路２０６に送ら
れ感度補正される。

感度補正された画像データは、γ補正回路２０７へ送ら
れる。γ補正回路２０７は、濃度変換データが格納され
ているＲＡＭであり、ユーザの濃度指定又は記録部の濃
度特性により、ＣＰＵ２１２が所望の変換カーブを書き
込める様になっている。

バッファメモリ２０８は、画像記録部（プリンタ）２０
９に記録する時画像データの出力スピードを記録部に合
わせる為にあり、２ライン分の画像データの記憶容量を
持っている。

駆動信号発生回路２１１は、ＣＣＤ１０３を駆動するた
めに必要なりロックを発生し、さらに、ライン分の画像
の各画素位置に対応したアドレスを発生する。このアド
レスを使用し、各回路は入力画像データが主走査のどの
位置のものであるかを知る。

ＣＰＵ２１２は、マイクロコンピュータを主構成要素と
し、操作部２１３の制御、及び各部の制御の為の信号生
成を行う。

第６図及び第７図にＣＰＵ２１２の動作手順を示す。

この動作手順はマイクロコンピュータのメモリＲＯＭに
予めプログラムされる。

ＣＰＵ２１２は、電源投入時Ｉ１０ポートの初期化、Ｒ
ＡＭのクリアを行う（ステップ５０１）。次に、ＲＡＭ
にテストパターンを書き込み読み出しする事により自己
診断を行う（ステップ５０２）。そして異状がない事を
確認したならば（ステップ５０３）、画像読取りに必要
な初期設定を行う（ステップ５０４）。

そして、後述するシェーディング補正回路２０６のシェ
ーディング補正ＲＡＭ４０３にデータ書込みを行い、操
作部より読取り開始キーが押されることを待機する（ス
テップ５０５）。

また、異状が見つかった場合は、表示器に異状である事
の表示と、異状の場所を表示する。（ステップ５０７）
。

第３図はオフセット補正回路２０５の詳しい構成を示す
ものである。３０！は偶数画素に対応する出力、及び奇
数画素に対応する出力を交互に選択して出力するセレク
タである。また、３０２，３０４及び３０６は、Ｄタイ
プフリップフロップ（Ｄ　Ｆ　／　Ｆ）であり、データ
のタイミングを合せる為のものであり、回路スピードが
遅い場合にはそれらのいくつかを除去することも出来る
。

また、第４図はシェーディング補正回路２０６の詳しい
構成を示すものである。

第３図及び第４図の回路の動作を第７図のフローチャー
トにそって説明する。

操作部より読取り開始キーが押されると、第６図（ステ
ップ５０６）、ＣＩ’Ｕ２１２は、第７図に示す読取り
動作を開始する。すなわち、光学系（蛍光灯１０４．ミ
ラー１０５〜１０７）が前述のホームポジションにある
かどうか確認しくステップ６０１）、ホームポジション
にない場合は、光学系をホームポジションに戻す。そし
て、オフセット補正殺しが設定されているか否かＣＰＵ
２１２のＲＡＭを検索する（ステップ６０２）。このオ
フセット補正殺しの設定は、読取り動作に入る前にサー
ビスマン等が試験用に切り換え、指示を操作部２１３を
通して行う。

オフセット補正殺しが設定されていなも１場合、ＣＩ’
Ｕ２１２はセレクタ４０５，４０９を八に設定し、シェ
ーディング補正ＲＡＭ４０８にＡ／Ｄコン／く一タ２０
４の出力データを書き込む様指示する（ステップ６０３
）。これにより、ＣＣＤ１０３を蛍光灯１０４を点灯し
ない状態で読み取り動作せしめ、そのときの全画像デー
タをセレクタ４０５バツフア４０６を介してシェーディ
ングＲＡＭ４０８に駆動信号発生回路２１１のアドレス
指定に従って書き込む。この時、ホームポジションで蛍
光灯を消す目的１よ、外光の影響をなくし、真黒の状態
を再現する為である。また、このシェーディングＲＡＭ
４０８への書き込み時には、オフセット補正部は単に入
力データを出力するのみである。

次に、ＣＰＵ２１２はセレクタ４０５，４０９をＢに切
り換え、シェーディングＲＡＭをマイコンアクセスに切
り換え、ＣＰＵ２１２は、シェーディングＲＡＭ４０８
のデータをバッファ４０７を介して読み取り、偶数画素
のデータの平均値Ｎｅｖｅｎを求める（ステップ６０４
）。次に同様にして奇数画素のデータの平均値Ｎｏｄｄ
を求める（ステップ６０５）。そして、ステップ６０４
　、　６０５で求めた偶数及び奇数画素に夫々対応する
平均値を偶数及び奇数画素に対する補数値としてオフセ
ット補正回路２０５のＤＦ／Ｆ３５８゜３５９にそれぞ
れデータバス２６１を介してセットする（ステップ６０
６．　６０７）。

次にＣＰＵ２１２は、一定のオフセット値をＤＦ／Ｆ３
０７にセットする（ステップ６０４）。これは、ＣＰＵ
２］２のデータバス２６１によりＤＦ／Ｆ３０７にデー
タをラッチし、ＤＦ／Ｆ３０７のラッチデータを信号ラ
イン３５・１の画像データにオフセラ］・とじて加える
も。

のである。この回路の目的は、黒レベルの濃度再現性を
変える為にあり、例えば濃度２．０以上の濃度をベタ環
とするか濃度１．２以上をベタ環とする等を調整し、原
稿濃度に応じて黒レベルを調整することが出来る。又、
この回路により温度によって回路定数が変化し２、原稿
濃度が変化した場合の変化量の補正が可能となる。

以上によりオフセット補正回路２０５による動作準備が
完了する。

この後に、ＣＣＤ１０３から新たに入力する２系統の画
像データは、セレクタ３０１で１系統の画像データとさ
れた後、ＤＦ／Ｆ３０２を通り、信号ライン３５２によ
り加算器３０３に入力される。一方、画像データの入力
に同期して暗時出力データがＤＦ／Ｆ３５８゜３５９の
いずれかより読み出される。すなわち、偶数画素の入力
画像データに対してはＤＦ／Ｆ３５８から偶数画素に対
応する暗時出力データが、また、奇数画素の入力画像デ
ータに対してはＤＦ／Ｆ３５９から奇数画素に対応する
暗時出力データがそれぞれ読み出される。読み出された
暗時出力データは信号ライン３５６を通して加算器３０
３に入力される。

これにより、各画素毎にオフセット（暗電圧）の補正が
なされる。例えば、画像データとして８ｂｉｔの信号が
生成され、黒がＦＦＨ，白が００１１となる様にＡ／Ｄ
変換されている。ここでＤＦ／Ｆ３５８゜３５９に記憶
されている暗時のｎ画素目のデータがＯＣＨという値の
場合、加算器３０３には、ＯＣＲが与えられる。同時に
画像信号ライン３５２には黒い状態でＦ　３　Ｈｌ白い
状態でＯＯＨとなる画像データが与えられる。したがっ
て、加算器３０３の結果として黒がＦ　Ｆ　Ｈｌ白がＱ
Ｃ）ｌというデータに変換されて信号ライン３５３を介
してＤＦ／Ｆ３０４に送られ、さらに信号ライン３５４
を介して加算器３０５に入力される。

加算器３０５の機能は、前述した様に加算器３０３の出
力データに、更にＣＰＵ２１２で指示されてＤＦ／Ｆ３
０７にラッチされている値を加算する。加算器３０５に
はＤＦ／Ｆ３０４から画像データが真黒Ｆ　ＦＨ。

真白ＯＣＨで送られてくるはずであるが、実際の原稿は
、真黒という状態にはならず、ある濃度をもっている。

その為、ある原稿を使った時ＦＯＨが原稿の黒の場合、
ＯＦＨをＣＰＵ２１２の指示により画像データに加算す
る様にする。これにより原稿の黒がＦ　Ｆ　Ｈで表わさ
れ、原稿に応じた黒濃度が得られる。ただし、加算器３
０５．３０３は、どんな加算を行ってもＦ　Ｆ　ｏをオ
ーバする様な事はな（、計算上１？　Ｆ　ｎを越える場
合は、すべてＦＦＨになる様に構成されている。以上の
様に、画像データの黒レベルのオフセット補正を偶数画
素及び奇数画素別個に行い、補正済データは信号ライン
３５５を介してＤＦ／Ｆ３０６を通り、更に信号ライン
２５６に出力される。

前述の様に加算器３０５に与えられる加算データは、Ｃ
ＰＵ２１２により与えられる。この加算データの作り方
を以下に述べる。

原稿の反射黒濃度は原稿の種類、（例えば写真印判の種
類、表面処理等）により、大きく違っている。その為、
原稿によってはベタ環の所でも黒と表現されない場合が
出てくる。又逆に、あるｆ？度迄うすい所を黒とする様
にした場合、黒濃度の濃い原稿の場合、黒い部分の濃度
階調が悪くなる。したがって、画像信号は真の黒の時Ｆ
ＦＨになる様にしておき、原稿の黒濃度に応じて、加算
値を操作部から入力する。例えば原稿の黒レベルがＦ　
Ｏｏの場合、加算値ＦＨを加える。その結果原稿の黒が
黒として読み込まれる事となる。

又、クランプ回路、アンプ回路の温度変化に伴い、同じ
原稿でも得られる黒レベルが変化する。

例えば、０℃の時黒レベルがＦ　ＯＨであった時ｌＯ°
ＣでＥＣＩＩとなると、１０℃当り約・ルベル変動する
ことになる。この様な場合、雰囲気温度を検出し、４レ
ベル／１０℃の割合で加算値を変える。これにより温度
による濃度変化を除去出来る。

又、この加算値を複数通り予めメモリＲＯＭに格納して
おき、これを操作部からの指令や、温度検知結果により
選択するものである。又、加算動作に代えて、減算動作
によっても同様のレベルシフト動作が可能である。

尚、前述したオフセット補正殺しが設、＋１されている
場合にはＩ）　Ｆ　／　Ｆ　３５８　、　３５９に０を
書込む（ステップ６１２，６１３）。これにより、入力
した画像データに対してオフセット補正動作を行わない
データを得ることができる。

以上の様にして、黒レベル補正された画像データは、シ
ェーディング補正回路２０６に入力され処理される。

次にシェーディング補正回路の動作を説明する。電源投
入後、原稿読取り開始前進にＣＰＵ２１によりセレクタ
４０２をＢに切り換え、Ｉ１０バッファ４１０を介して
ＲＡＭ４０３に後述する変換データが書き込まれる。

即ち、読取り開始キーが押され、前述のような　オフセ
ット補正用の準備動作が終了すると、蛍光灯！０４をオ
ンし、一定光量になるように調光する（ステップ６０８
）。次に、シェーディング補正殺しが設定されているか
否かを判断する（Ｓ６０９）。

シェーディング補正殺しが設定されていなければ、セレ
クタ４０５，４０９を八に選択しておく。この状態で蛍
光灯１０４は、ホームポジションで標べａ白色阪ＩＩ＋
を照射し、ＣＣＤ１０３により標準白色板Ｉｌｌを読取
る。そして、オフセット補正回路２０５でオフセット補
正されて、信号ライン２５Ｇにより入力するデータをセ
レクタ４０５を介して全画素　シェーディングＲＡＭ／
１０８に駆動信号発生回路２１１のアドレス指定に従っ
て書き込む（ステップ６１０）。

次に、出力バッファ４０６をハイインピーダンスにし、
信号ライン４５４へのセレクタｌｔ　Ｏ５の出力を遮断
するとともに、シェーディングＲΔＭ４０８をリードモ
ードにする。これにより、シェーディング補正回路２０
６によるシェーディング補正の標準動作が完了する。こ
の後に、ＣＣＤ１０２から新たに入力する原稿画像を表
わす画像データは、ＤＦ／Ｆ４０］から信号ライン４５
１を介してセレクタ４０２を通り、シェーディング補正
ＲＡＭ４０３のアドレスＡＯ〜Ａ７に入力される。また
、シェーディングＲＡＭ４０８から入力画像データの画
素と同一画素のシェーディングデータが読出される。シ
ェーディングデータは信号ライン４５５により、ＤＦ／
Ｉ”４０１がら信号ライン４５１を介してセレクタ４０
２を通り、シェーディング補正ＲＡＭ４０３のアドレス
八８〜ＡＩ２に入力される。この時ＲＡＭ４０３の上位
３ｂｉｔは使用されない。このアドレスＡＯ〜Ａ１２に
従って、ＲＡＭ４０３からは補正済データが信号ライン
４５３を介してＤＦ／Ｆ４０４を通り、信号ライン２５
７に出力される。

シェーディング補正ＲＡＭ４０３には、前述した様に電
源投入後で読取開始前（ステップ５０５）に、した値が
ｘ、　　ｚをアドレスとしてｙなるデータが出力される
様にテーブルとしてセットされる。尚、Ｘは画像データ
、２はシェーディングデータ、ｙは補正済データである
。

例えば、標準白色板１１１を照射した時に、ＲＡ　Ｍ　
４０８に格納されたｎ＠目の画素データがＯＣＩ−１の
場合、シェーディング補正ＲＡＭ４０３のアドレスには
、０ＣＸＸｏ　（ＸＸは現在出力している画像データ）
が与えられる。そしてＲＡ　Ｍ　４０３へ入力される画
像データは、オフセット１市正１こよりＯＣ〜Ｆ　Ｆ　
Ｈの範囲となっている為、Ｒ、＼Ｍ４０３の出力データ
は、入力する各画像データに対して次表の様になる。

従って、この表に示す様なテーブルがシェーディング１
１１７正ＲＡ　Ｍ　４０３にＣＩ’　Ｕ　２１２によっ
て書き込まれている。これによりＣＣＩ）の各画素の感
庶に不均一があった場合でも出力データとしては、０〜
Ｆ　Ｆ　ｕの範囲で各画素毎に均一化される。

以上のように、オフセット浦正回路２０５およびシェー
ディング補正回路２０６により第５図のように暗時に表
われる暗電圧のばらつきによるＣＣＤ１０２の出力不均
一と、明時に表われる感度ばらつきおよび暗電圧ばらつ
きによるＣＣＤ１０３の出力不均一が補正され、原稿濃
度に忠実な均一な出力が得られる。

尚、シェーディング補正殺しが設定されている場合は、
シェーディングＲＡＭ４０８に“０”データを書込む（
ステップ６１４）。これにより、シェーディング補正の
なされない画像データを得ることができる。

以上の様にして、原稿の反射光量に対してリニニアな型
に補正されて信号ライン２５７に表われる画像データは
、γ補正回路２０７に入力され、濃度に対してリニアな
型の画像データに変換される。又、操作部２１３の濃度
指定により、濃度変換用の特性（カーブ）が変えられる
様になっている（ステップ６１５）。

このようにして、オフセット補正、シェーディング補正
およびγ補正動作の準備が完了したならば、光学系をｙ
方向に移動させ、原稿台１０１上に載置された原稿画像
ＣＣＤ１０３により読み取り（ステップ６１６）、その
読取り画像データに対して前述のようにしてオフセット
補正、シェーディング補正および濃度補正を行い、補正
済データをバッファメモリ２０８を介してプリンタ２０
９に出力する。

画像読取りが終了したならば、装置をスタンバイ状態と
しくステップ６１７）新たな画像読取りを待機する。

以上の様に、画像読取り用のイメージセンサ（ＣＣＤ）
に光が入射されていない状態で、ＣＣＤを駆動し、その
ときの各出力系統の変動を検知し、これにより画像デー
タを補正する。これにより各出力系統におけるレベル差
と絶対レベルを補正する事が出来、画像の黒レベルを良
好なものとすることが出来る。

またオフセット補正用の暗時データとしては、基準の黒
色板をＣＯＤにて読取って形成することもできる。また
、オフセット補正用データの取込み及びセットは、読取
り開始指示の入力毎に実行せずに、装置電源の投入時や
何回かの読取り動作毎に実行する様にしてもよい。

又、サービスマンは操作部より特殊キーコード番号を入
力する事によりサービス表示モードとなり、前述のオツ
ドとイーブンの黒オフセットの平均レベルが表示され、
サービスマンはこのデータを読み取る様にしてもよく、
これにより例えば、偶数画素と奇数画素の夫々の出力に
対する処理回路の差を認識することができる。

〔効果〕

以上説明したように、画像読取素子の複数系列の各出力
に対して個別に黒レベル補正（オフセット補正）するの
で、各系列の処理系の歪等による影響を除去でき、良好
な画像読取りが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した画像読取装置の構成を示す図
、第２図は画像読取装置の回路構成を示すブロック図、
第３図はオフセット補正回路の構成を示すブロック図、
第４図はシェーディング補正回路の構成を示すブロック
図、第５図はＣＣＤ出力を示す図、第６図及び第７図（
ａ）、　　（ｂ）はＣＰＵの動作手順を示すフローチャ
ート図であり、１０３はＣＣＤ、２０５はオフセット補
正回路、２０６はシェーディング補正回路、２１２はＣ
Ｉ’Ｕ回路部である。 ↑

Claims

【特許請求の範囲】

（１）画像をＣＣＤ等の画像読取素子により光電変換す
る画像読取装置において、画像読取索子の複数系統の出
力の各系統の暗時データの平均値をそれぞれ記憶する手
段、前記記憶手段の記憶データに基づき、各系統の画像
信号をそれぞれ補正する手段を有することを特徴とする
画像読取装置。
（２）特許請求の範囲第（１）項において、上記記憶手
段が記憶する暗時データは、光源消灯時の各系統の平均
値であることを特徴とする画像読取装置。
（３）特許請求の範囲第（１）項において、上記記憶手
段の記憶データを表示する手段を有することを特徴とす
る画像読取装置。