JPS63215162A - 画像読取装置 - 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】 〔技術分野〕 本発明は原稿を画像単位に読取る画像読取装置に関し、
特に原稿を照明する光源を有した画像読取装置に関する
。

〔従来技術〕

ファクシミリやデジタル複写機等において、原稿を蛍光
灯等の光源によって露光し、原稿からの反射光の強弱を
ＣＯＤイメージセンサ等によって検出することにより、
原稿画像を光電的に読取り電気的な画像信号を得る画像
読取装置が知られている。

この様な装置において、原稿露光用光源の発光量は画像
信号に対して影響を与えるので、最適な光量となる様に
調光する必要がある。

この種の画像読取装置の調光として、原稿読取り領域外
に白レベルの基準となる標準白色板を配し、この白色板
からの読取りデータが基準の白信号となる様に、光源へ
の通電量を制御することがなされている。

また、光源の照度分布の不均一やレンズの透過特性、ま
たＣＯＤイメージセンサの感動ばらつきにより、ＣＯＤ
イメージセンサにより均一濃度の画像を読取った出力が
均一とならないことがある。この状態はシェーディング
と呼ばれ、これを補正するためにＣＯＤイメージセンサ
により均一濃度の標準白色板を読取った出力に基づいて
原稿画像の読取信号を電気的に補正することがなされて
いる。

この様な調光機能とシェーディング補正機能を有した装
置では、共通の標準白色板を両機能に兼用されることが
多い。

しかしながら、この標準白色板の白レベル、特に反射濃
度０．１以下の白レベルは製造上濃度管理が困難なため
にコスト高になるという問題があった。さらに、この標
準白色板の白レベルを管理して装置を組み立てても、温
度、湿度、装置冷却用空気に含まれる不純物、照明系の
赤外線、紫外線等による経時変化による変色、黒ずみに
より白レベルが変化し、出力画像の白レベルが保証され
なくなり、最適な調光がなされないという問題を生じる
。

さらに、これらの問題が解決されて、白レベルの代りに
不特定の濃度を有する標準白色板を用いることが可能に
なったとしても、不特定の濃度を有する標準白色板から
のシェーディングデータを用いてシェーディング補正を
行うためには、不特定の濃度に対応した数種のシェーデ
ィング補正テーブルを用意するか、不特定の濃度毎にマ
イクロコンピュータ等によりシェーディング補正テーブ
ルを演算しなければならず、テーブル用メモリの増大に
よるコストアップや、演算実行による装置の処理スピー
ドの低下や制御の複雑さをまね（といった問題があった
。

〔目　的〕

本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、厳密に反
射濃度が管理されていない標準濃度板を用いて常に均一
の白レベルを経時変化をも含めて保障するとともに、不
特定の反射濃度の標準濃度板からのシェーディングデー
タによって、安定で安価なシエーデング補正を可能とし
た画像読取装置を提供することを目的とする。

〔実施例〕

以下、本発明を好ましい実施例を用いて説明する。

第１図は本発明を適用した原稿読取装置の構成図である
。原稿カバー１００により押さえられ、原稿台ガラス１
０１上に置かれた原稿１０２の画像情報を読み取る為に
主走査方向に並べられた複数個の受光素子を備えたＣＣ
Ｄ等の撮像素子１０３が使用され、照明１０４からの照
明光が原稿１０２面上で反射されてミラー１０５．　１
０６．　１０７を介してレンズ１０８により撮像素子１
０３上に結像される。照明１０４、ミラー１０５からな
る光学ユニット１１３とミラー１０６゜１０７からなる
光学ユニット１１４は２：ｌの相対速度で移動するよう
になりでいる。この光学ユニットはＤＣサーボモータ１
０９によってＰＬＬ制御をかけながら一定速度で左から
右へ移動する。この移動速度は往路では倍率に応じて２
２．５ｍｍ　／　ｓｅｃから３６０　ｍ　ｍ　／　ｓ　
ｅ　ｃ迄可変で、復路では常に８００　ｍ　ｍ／ｓｅｃ
である。

この光学ユニットの移動する副走査方向（以下Ｘ方向と
呼ぶ）に直交する主走査方向（以下Ｙ方向と呼ぶ）を撮
像素子により４００ｄｏｔｓ／インチの解像度で読取り
ながら光学ユニットを左端のホームポジションから右の
方へ所定の位置迄移動させた後、再びホームポジション
迄復動させて１回の走査を終える。これにより、原稿全
域を１ラインずつ読取り走査する。１１１は遮光板であ
り、この遮光板１１１がフォトインタラプタ−からなる
ホームポジションセンサ１１０を横切ることで光学ユニ
ットがホームポジションに位置していることを検出する
。１１２は標準濃度板であり、標準濃度板１１２はシェ
ーディング補正、照明１０４の光量制御の為に用いられ
、ホームポジションセンサ１１０の検出位置が標準濃度
板１１２の読取位置となる。

第２図は第１図示の原稿読取装置における画像処理ブロ
ックの構成例である。

照明１０４は本実施例では蛍光灯を用いており、光源光
量制御部２０１によりミサイリスク等を用いた高周波点
灯時間制御方式により調光される。

読取面２０２は照明１０４からの光を反射し、ＣＣＤラ
インセンサ１０３により読取られる原稿濃度情報を有す
る面であり、光学ユニットの移動により第１図の標準濃
度板１１２）原稿１０２が読取面となる。

ＣＣＤ１０３によって読取られたライン毎のアナログ画
信号は、増幅器２０３により増幅された後、Ａ／Ｄ変換
器２０４により多値（本実施例では８ビツト）のデジタ
ル画像信号２１６となる。

本実施例では原稿の黒レベルを“０”として、また白レ
ベルを“２５５”として読むようになっている。Ａ／Ｄ
変換器の黒基準レベルと白基準レベルは固定値が与えら
れており、照明１０４を完全に消し、ＣＣＤ１０３に光
が入射しない状態でのＡ／Ｄ変換器出力が完全黒である
０レベルとなるように増幅器２０３のオフセットは調整
されている。

ＣＣＤ駆動信号発生回路２０５はＣＣＤ１０３を駆動す
るのに必要なリセット信号、クロック信号、水平同期信
号等のＣＤＤ駆動信号２０６を発生するとともに、Ａ／
Ｄ変換器２０４へのクロック信号２０７の発生、ＣＣＤ
　１０３の各ビットの識別のためのアドレス信号である
ＣＯＤアドレス２０８の発生を行う。

本実施例ではＣＣＤ１０３に５０００画素のラインセン
サを行っているため、ＣＯＤアドレスは水平同期信号に
同期して読み出される５０００個の画素に対応してＯか
ら４９９９までアップカウントする。

２０９はＡ／Ｄコンバータ２０４からのＣ０Ｄ２ライン
分のデジタル画像信号全画素を記憶するシェーディング
データＲＡＭであり、ＣＰＵ２１２からのバンク切り換
信号２２６により２ライン分のデータのどちらか一方を
選択する。

アドレスセレクタ２１０はシェーディングデータＲＡＭ
２０９に与えるアドレス信号２１１のセレクタであり、
ＣＰＵ回路部２１２からのアドレス切換信号２１３によ
りＣＯＤアドレス２０８とＣＰＵ回路部のアドレスバス
２１４からのＣＰＵアドレスとを切り換える。

シェーディング補正テーブルＲＡＭ２１５は、照明１０
４やレンズ１０８に含まれる配光ムラやＣＣＤ１０３の
各画素の感度ムラや、増幅器２０３の増幅度設定誤差等
に起因する読取り画像信号２１６の不均一を補正するた
めのテーブルであり、原稿読取動作に先だち、ＣＰＵ２
１２により補正テーブルデータを書き込み、原稿読取時
には、シェーディングデータＲＡＭ２０９からのシェー
ディングデータ２１７と読取画像信号２１６により補正
テーブルＲＡＭ２１５をアドレッシングすることにより
読取画像信号２１６の不均一さを補正した画像信号２１
８を得る。

アドレスセレクタ２１９はシェーディング補正テーブル
ＲＡＭ２１５に与えるアドレス２２０のセレクタで、Ｃ
ＰＵ２１２からのアドレス切り換え信号２２１によりＣ
ＰＵアドレス２１４と読取り画像信号２１６とシェーデ
ィングデータ２１７とを合わせたアドレスを切り換える
。

モータドライバ２２３は光学系駆動モータ１０９の前進
、後進制御及び速度制御を行うもので、ＣＰＵ２１２の
データバス２２２から前進、後進及び速度データを受け
、ＤＣサーボモータ１０９からのモータ回転に同期した
エンコーダパルス信号２２４によりＰＬＬ制御を用いて
モータ１０９の駆動制御を行う。このエンコーダパルス
信号２２４はＣＰＵ２１２に与えられ、ＣＰＵ２１２は
このエンコーダパルス信号２２４をカウントすることに
より光学系の走査位置を検出する。

ホームポジションセンサ１１０はフォトインクラブター
からなるセンサであり標準濃度板１１２の読取り領域に
固定されており、照明系１０４に固定された遮光板１１
１がホームポジージョンセンサ１１０の場所にいること
を検出した場合、読取面１０４は標準濃度板となる。

ＣＰＵ２１２は、制御手順プログラムを格納したＥＲＡ
Ｍ。

ワーキング用ＲＡＭ、演算部等を内蔵したマイクロコン
ピュータからなり、本実施例のシーケンス制御９画像デ
ータ補正処理、照明系光量制御、操作部の制御を行う。

操作部２２５の詳細な構成を第３図に示す。本操作部は
ＣＰＵ２１２の制御によりキー人力取り込み及び表示動
作を行う。３０１は調光値測定モードを開始させるキー
であり、３０２は調光値測定モードを実行中であること
を表示するＬＥＤである。３０３は原稿台１０１上に載
置された原稿１０２の読取動作モードを開始させるキー
であり、３０４は原稿読取モードを実行中であることを
表示するＬＥＤである。

３０５は測定した調光値をさらに明るめに設定するため
のキーであり、このキーを押すことにより３０７の調光
値加減表示が増加する。３０６は測定した調光値をさら
に暗めに設定するためのキーであり、このキーを押すこ
とにより３０７の調光値加減表示が減少する。３０７の
調光値加減表示の表示単位はＡ／Ｄコンバータ２０４の
１ＬＳＢであり、ここに表示された値は装置の電源を切
られてもＣＰＵ２１２に含まれる、図示しないバッテリ
ーバックアップメモリに保存され、再度電源が投入され
た際に再表示される。

上記構成によって、本実施例では２つの動作モードを有
する。１つは反射濃度が管理された原稿からの読取画像
信号２１６が一定値になるように照明１０４を調光して
、その光量での標準濃度板１１２からの読取画像信号値
２１６を測定する調光値測定モードである。もう１つは
標準濃度板１１２からの読取画像信号値が、調光値測定
モードで測定した値となるように照明１０４を調光した
後、原稿台１０１上の原稿１０２を読み取り走査し、シ
ェーディング補正された画像信号２１８を出力する原稿
読取ケモードである。

以下、この２つの動作モードを説明する。

（調光値測定モード） 調光値測定モードのための前準備として第４図の如（、
原稿４０１を原稿台ガラス１０１上に載置する。

本実施例では反射濃度の管理された原稿４０１として開
封直後のＡ３サイズの標準白色紙、例えば、反射濃度０
．０７に管理されているＡ３サイズの白色紙を１０枚重
ねたものを用いる。従って、この原稿４０１からの反射
濃度は約０．０７であり、標準の白として考えられる。

このセットアツプの後、オペレータが第３図の調光値測
定５Ｗ３０１を入力することによりＣＰＵ２１２は調光
値測定中表示３０２を点灯させて、第５図の調光値測定
モードを実行する。

ステップ５０１において、原稿読取面２０２を原稿台ガ
ラス１０１上に載置された原稿４０１にすべく、光学ユ
ニット１１３をホームポジションセンサ１１０の位置か
らｌ　０ｃｍ原稿側に進める。この際ＣＰＵ２１２は光
学系駆動モータ１０９からのｌパルス当り０．０５ｍｍ
のエンコーダパルスを２０００カウントして、光学系の
停止位置を決定している。

次にステップ５０２において照明１０４を点灯させてＡ
／Ｄコンバータ出力２１６がｒ２４０Ｊになるように照
明１０４を調光する（基準調光）。標準白をＡ／Ｄコン
バータのフルレンジ出力２５５にしないのは、０．０７
以下の反射濃度を有する原稿を分解するためであり、さ
らには調光時の調光振れ幅を明るい方に１６レベル持た
すことによりＡ／Ｄコンバータの出力飽和状態を用いる
ことを避けて、正確な基準調光を行うためである。

このＡ／Ｄコンバータ出力２１６を読取るためシェーデ
ィングデータＲＡＭ２０９を用いる。

まず、アドレスセレクタ２１０のＡ入力、すなわちＣＣ
Ｄアドレス２０８を選択して、シェーディングデータＲ
ＡＭ２０９のアドレスとする。そして、ある光量におけ
る基準白原稿からのＣＣＤＩライン分の光量データをＲ
ＡＭ２０９に書き込む。

次にアドレスセレクタ２１０のＢ入力、すなわちＣＰＵ
２Ｌ２のアドレスバス２１４をＲＡＭ２０９のアドレス
として、ＲＡＭ２０９に書かれたデータをデータバス２
２２により読み取ることによりＣＰＵ２１２は光量デー
タを測定する。

ここでＣＰＵ２１２は、光量データを取り込む画素とし
て、５０００画素のＣＣＤラインセンサ１０３のデータ
の中で中央部の８画素すなわち２４９７画素目から２５
０４画素までの連続する８画素のデータを平均して光量
データとする。そして、この光量データが２４０になる
ように光量制御部２０１に対する照明発光量データを増
減しながらＲＡＭ２０９へのデータ書き込み、データ読
出しを繰り返す。

この結果、光量データが２４０になる照明発光量が決定
したところで、そのままの照明発光状態を保ったままで
ステップ５０３にて光学ユニット１０４をホームポジシ
ョンセンサ位置に移動させ、ステップ５０４にて標準濃
度板１１２からの光量データをＲＡＭ２０９より読取る
。

以上のステップ５０１からステップ５０４までの一連の
動作をステップ５０５において６回繰り返し、６回分の
標準濃度板１１２からの光、貴データを測定する。

次にステップ５０６にて、この６回分の光１データの最
大値と最小値を取り除いた４個の光１データの平均値を
求めることにより標準濃度板１１２における調光目標値
を決定する。

実際の原稿読取り時に、標準濃度板からの反射光量デー
タをこの調光目標値にすることにより、原稿の反射濃度
０．０７の箇所はＡ／Ｄ変換出力２１６において、いつ
もｒ２４０Ｊという値で読まれることになる。

この調光目標値をステップ５０７においてバッテリーバ
ックアップされた不揮発メモリの所定アドレスに記憶さ
せ、記憶を完了したことを示すコードを書き込む。そし
てステップ５０８において調光値測定中表示３０２を消
灯させて調光値測定モードを終了する。

なお、この調光目標値は標準濃度板１１２と基準白４０
１との反射光量の割合いを意味するので、標準濃度板を
取り換えたり経時変化により標準濃度板の濃度が変化し
た時に、この調光値測定モードを実行する必要がある。

（画像読取モード） 画像読取モードにおける動作フローを第６図に示す。

ＣＰＵ２１２は操作部２１６の画像読取５Ｗ３０３から
の入力があったことを検出して画像読取り中表示３０４
をｏｎする。

次にステップ６０１により調光値測定モードによる調光
目標値が設定されているか否かを、ステップ５０７で書
き込んだ記憶が完了したことを示すコードに基づいて調
べる。その結果、調光目標値が設定されていない場合に
は、ステップ６０２において画像読取モードを点滅させ
るとともに、調光目標値としてあらかじめプログラムさ
れた固定値を用いる。この固定値としては標準濃度板の
製造上の最頻出濃度に相当した値にする。

このように調光目標値として、調光値測定モードによる
調光目標値もしくは固定値を採用した上で、ステップ６
０３において標準濃度板１】２からの反射光を読み取る
ために、光学ユニット１１３をホームポジションセンサ
１１０の位置に移動させる。

次にステップ６０４．６０５にてシェーディングデータ
の取込みを行うが、本実施例で用いられるシェーディン
グ補正は標準濃度板１１２からのシェーディングデータ
を基準白原稿４０１からのシェーディングデータと同等
であるものとして補正を行う。そのために標準濃度板１
１２からの読取データ２１６の最大値が標準白原稿４０
１の規格化された読取値２４０と合致するように照明１
０４の調光を行う。

そのために、まずステップ６０４において適当な照明発
光量データにて標準濃度板１１２からの読取り光１デー
タをＣＣＤアドレス２０８を用いてシェーディングデー
タＲＡＭ２０９に書き込む。

次にＣＰＵ２］２はアドレスセレクタ２１０のＢ入力に
よりアドレスバス２１４をシェーディングデータＲＡＭ
２０９に与えてＣＣＤ全ビットに相当するアドルスでの
データがＡ／Ｄコンバータ２０４の飽和レベルｒ２５５
Ｊに達していないか調べる。ここでｒ２５５Ｊに達して
いるビットがあった場合は、光量制御部２０１に与える
照明発光量データを減じて、再度標準濃度板１１２から
の読取り光量データをシェーディングデータＲＡＭ２０
９に書き込み、飽和レベルに達していないかを調べる。

このようにして全てのビットが飽和レベルに達していな
いことを確認した上で、その中での最大レベルを示すビ
ット（調光点）をさがす。

以上の操作を調光点サーチと呼ぶ。

次に同様のデータサンプル操作及び照明発光１デ一タ操
作により調光点をほぼ中央に含む連続する８画素の平均
値が標準白原稿の規格化光量データ値２４０になるよう
に調光を行う。

次にステップ６０５においてその調光状態での標準濃度
板１１２からの読取り光量データを標準白原稿からの７
エーデイングデータとしてシェーディングデータＲＡＭ
２０９の下位バンク（信号２２６がＬｏｗレベル）に書
き込む。

次にステップ６０６において、バンク切換信号２２６を
ＨｉｇｈレベルにしてシェーディングデータＲＡＭ２０
９の上位バンクを用いて、標準濃度板からの光量データ
がステップ６０１，６０２で決定された調光目標値にな
るようにステップ６０４で用いた調光点を含む連続する
８画素の平均値により調光を行う。

次にステップ６０７において、シェーディングデータＲ
ＡＭ２０９の使用バンクを下位バンクに戻してステップ
６０５で書き込んだシェーディングデータを用いて原稿
読取り画像２１６をシェーディング補正テーブルＲＡＭ
２１５でシェーディング補正を行い、光学ユニットｌ１
３をＸ方向に所定の速度で副走査することにより原稿読
取走査を行う。

第７図に本実施例におけるシェーディング補正の概略を
示す。横軸はＣＯＤの各画素に対応し、縦軸は各画素に
対応したＡ／Ｄコンバータ出力値である。

特性ａはステップ６０５においてサンプルされた標準白
原稿に相当するシェーブイブ特性であり、このシェーデ
ィング特性で読まれた原稿画像信号すはシェーディング
補正により補正された画像信号Ｃとして出力される。こ
こでＣＣＤの出力は光量に対して比例しているので、 （０≦ｂ≦２５５） として補正される。

シェーディング補正テーブルＲＡＭ２１５にはこの補正
式が装置の電源投入時に書き込まれている。

すなわち第８図に示すようにＲＡＭの上位アドレスから
シェーディングデータＲＡＭ２０９からのシェーディン
グ特性ａがＣＣＤの各ｂｉｔに同期して人力され、下位
アドレスから原稿読取りＡ／Ｄ変換出力が入力されてａ
入力とｂ入力の組合せによって補正出力Ｃが出力される
ようにシェーディング補正テーブルＲＡＭは構成されて
いる。

以上説明したように、本実施例においては、基準黒から
規格化白レベルで濃度管理されたシェーディングを含ま
ない均一な原稿読取りが行われるが、第３図のキー人力
３０５．３０６、表示３０７を用いてステップ６０６で
用いる調光目標値を加減することにより読取り画像の白
側のレベルを加減することが出来る。すなわち、原稿読
取り時の調光レベルを調光値測定モードで測定した値よ
り大きくすることにより標準原稿白レベルが等価的に大
きくなるので、原稿は明る（読まれるし測定した値より
小さくすることにより、原稿は暗く読まれる。

大きく（明る（）するためのキー人力が３０５であり、
小さく（暗く）するためのキー人力が３０６である。Ｃ
ＰＵ２１２はこのキー人力によって調光値加減表示３０
７を表示する。表示単位はＡ／Ｄコンバータ２０４の最
小分解レベルであり、増加する時はプラス表示をし、減
少する時はマイナス表示を行う。

なお本実施例でのステップ６０２において、調光目標値
が設定されていない場合は読取り動作を実行せずに、表
示の点滅により操作者に注意を与えることも可能である
。

また、白黒信号による画像の読取りに限定されず、標準
濃度板を白色光をある濃度の白色光として反射するもの
にすれば、カラー信号による読取りにも適用されるし、
特定波長光に対して高い反射特性を有するものであって
もよい。

また、調光値可変操作をブリスキャン等による原稿の地
はだ濃度検出手段の結果に基いて行えば、自動地とばし
の効果も得られる。この場合、所定の調光値でプリスキ
ャンを行い、白付近の光量データ別ヒストグラムを作成
し、地肌からの光量データを求め、その光量データＷが
レベル２４０となるように調光目標値Ａを下式で示され
るＡ′　に変更して原稿読取り走査を行うことにより自
動地とばしも可能となる。

Ａ　　　　　Ｗ 〔効　果〕 以上説明したように、本発明によれば、身近にあるコピ
ー用紙等の比較的濃度の管理された白原稿を用いること
により、調光、シェーディングデータのサンプルに用い
る標準濃度板の濃度管理を厳密にする必要がなくなると
いう効果がある。

さらに意図的に調光値を変更することにより出力信号の
濃度調整が付加回路を用いずに行えるという効果がある
。

さらに、不特定の濃度板により均一の濃度シェーディン
グ特性が得られるため、濃度別のシェーディング補正回
路や、濃度別の補正演算を行わずにすむという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像読取装置の断面図、 第２図は電気信号処理ブロック図、 第３図はＣＰＵ２１２により制御される操作部を示す図
、 第４図は基準調光のセットアツプを示す図、第５図は調
光値測定モードのフローチャート図、第６図は原稿読取
モードのフローチャート図、第７図はシェーディング補
正の概略図、第８図はシェーディング補正テーブルＲＡ
Ｍの入出力図である。 図において、１０１は原稿台ガラス、１０３は撮像素子
（ＣＯＤ）、１０４は照明、１１２は標準濃度板、２０
１は光源光量制御部、２０９はシェーディングデータＲ
ＡＭ、２１２はＣＰＵである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光量制御可能な照明により原稿を照明し、光電変
   換手段により原稿を画素単位に読取る画像読取装置にお
   いて、原稿読取り領域外にほぼ均一な濃度を有する読取
   り面を有し、所定濃度を有する原稿に対して、該読取り
   面の相対的な調光値を設定することを特徴とする画像読
   取装置。
2. （２）特許請求の範囲第（１）項において、設定した調
   光値を増減可能としたことを特徴とする画像読取装置。
3. （３）特許請求の範囲第（１）項において、前記読取り
   面は、調光及びシェーディング補正のための補正用デー
   タのサンプリングに用いられることを特徴とする画像読
   取装置。
4. （４）特許請求の範囲第（３）項において、原稿読取り
   時の調光状態は、前記所定濃度を有する原稿に対する前
   記読取り面の相対的な調光値に基づいて決定され、シェ
   ーディング補正用データのサンプリング時の調光状態は
   装置の白レベルに基づいて決定されることを特徴とする
   画像読取装置。