JPS63220669A - 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】 〔産業上の利用分野〕 文書やマイクロフィルム等の原稿の画像を読み取り、デ
ジタル画像情報を出力する画像読取装置に関する。

〔従来の技術） この種の画像読取装置では一般に光電変換部と八／Ｄ　
（アナログデジタル）変１奏部を用いて、原稿の画像デ
ータを読み取り、デジタル画像情報を出力している。

〔発明か解決しにつとする問題点〕

しかしなから、このような従来装置においては、明度の
デジタル画像情報を得る為に、例えばフォトタイオー１
・笠の光電変換部から出力されたアナログ信４３−をデ
ジタル信号に変換してＮヒツト（Ｎは任意の自然数とす
る）のデジタル画像情報を得る為には、Ｎヒッｌ〜用の
へ／Ｄ変換器か必要てあり、希望の階調に応して要求ピ
ッＩ・数か大ぎくなるに従い、　Ａ／Ｄ変換部に高精度
のものを必要とし、非常に高価となるという欠点かあっ
た。

本発明は、上述の欠点を除去し、１ヒ・ントのへ／Ｄ変
換器を用いて同一読取箇所を複数（Ｎ）回へ／Ｄ変換を
繰り返し行うことにより、Ｎビ・ントのデジタル画像情
報を得ることのできる画像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１．原稿を走査す
る走査手段と、原稿を照明する光源と、光源で照明され
た原稿からの反射光または透過光の光信号をアナログ電
気信号に変換する光電変換手段と、アナログ電気信号を
所定のスレショル］・レベルと比較して２値のデジタル
信号に変換するアナログデジタル変換手段と、２値のデ
ジタル信号をビット単位で記憶可能な記憶手段と、走査
手段を駆動制御して原稿の同一箇所を複数の所定回数走
査し、同一箇所の各走査毎に光源の光量を変化させ、か
つ記憶手段を制御して同一箇所から得られるアナログ電
気信号を対応する複数ヒ・ントのデジタル画像情報に変
換する制御手段とを具備したことを特徴とする。

〔作用） 本発明によれは、被読取対象（原稿）の同一箇所を複数
回走査し、各走査毎にへ／Ｄ変換手段への閾値（スレシ
ョルトレベル）を変化させて得られた２値信号を用いて
、同一箇所から得られる画像情報を対応する複数ヒラ］
・のデジタル画像情報に変換するようにしたので、１ビ
ツトのＡ／Ｉ）変換手段で任意のビット数のデジタル画
像情報を得る事かでき、さらには操作者か希望の階調の
デジタル画像情報を選択する事か可能となるので、製造
コストの低減か図ねると共に、操作上の自由度か広がる
。

（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−
Ｃ，ａは原稿ａ′を走査する走査手段、１）は原稿ａ′
　を照明する光源、Ｃは光源すて照明された原ＪＡ　ａ
　’　からの反射光または透過光の光信号をアナログ電
気信号に変換する光電変Ｉ挺手段、ｄはそのアナログ電
気信号を所定のスレショルトレベルと比較して２値のデ
ジタル信号に変換するアナログデジタル変換手段、およ
びｅは上述の２値のデジタル信号をピッ］・単位て記ｆ
、ｌｌ！可能な記憶手段である。

また、ｆは制御手段であり、走査手段ａを駆動制御して
原稿ｅの同一箇所を複数の所定回数走査し、その同一箇
所の各走査毎に上述の光源すの光量を変化させ、かつ記
憶手段ｄを制御して原稿ｅの同一箇所から得られるアナ
ログ電気信号を対応する複数ビットのデジタル画像情報
に変換する。

ｆは階調数に対応する原稿走査回数を指定するマニュア
ル入力手段である。

第２図は本発明の一実施例の全体の概略外観を示す。本
図においてｌは画像読取装置本体、２は読み取り対象の
原稿、３は原稿２の挿入方向である。本図に示すように
、画像読取装置本体１の挿入口１八に操作者が原稿２を
矢印３て示す方向て挿入すると、原稿２は後述する内部
の原稿送り機構により自動的に送られ、後述する光電変
換部等により原稿２の画像データが読み取られ、デジタ
ル画像信号か出力される。

第３図は本発明実施例の原稿送り機構およびキャリッジ
送り機構からなる走査機構の構成例を示す。本図におい
て、４は原稿送り用プラテン、５はプラテン４の送り方
向、５′は原稿の送り方向、および６はプラテン４を回
転駆動する送りモータであり、プラテン４とモータ６等
により原稿送り機構を構成する。また、７はキャリッジ
モータ、８はタイミングベルト、９はキャリッジ、１０
はキャリッジ９の走査方向、１１はキャリッジ９を案内
するガイトシャフ１−であり、これらのモータ７、ベル
ト８およびガイドシャフト１１等によりキャリッ・シ送
り機構を構成する。

プラテン４を送りモータ６により矢印５の方向へ駆動し
、原稿２を矢印５′の方向へ送る。また、キャリッジモ
ータ７がタイミングヘルド８を駆動して、キャリッジ９
をガイドシャフト１１沿って矢印１０の方向に移動させ
る。このキャリッジ９には、後述する照明用のＬＥＤ　
（発光ダイオード）等の光源、光学レンズ及びフォトト
ランジスタやＣＣＤ　（電荷結合素子）等の光電変換部
か搭載されており、原稿送り機構及びキャリッジ送り機
構により、原稿２を主走査方向１０と副走査方向５の２
方向で２次元的に走査し、光電変換部で原稿２の画像デ
ータをアナログ電気信号として取り出す。

第４図は上述の原稿２とキャリッジ９の相対的な位置関
係を示す。キャリッジ９が矢印１０の水平走査方向へ移
動し、原稿２は矢印５′の垂直走査方向へ移動するので
、原稿２上の画像データの読取走査は１２の水平走査線
で示す様に行われる。

第５図は第２図に示す本発明実施例の回路構成を示す。

本図において、１３は原稿２を照射するＬＥＤやハロゲ
ンランプ等の光源、１４は原稿２からの反射光を集光す
る光学レンズ、１５はレンズ１４を透過した光像を受光
してアナログ電気信号に変換する光電変換部であり、光
電変換部１５はＣＣＤ等の光電変換素子と光電変換素子
駆動回路（図示しない）とからなる。

１６は上述の光源と、レンズ１４および光電変換部１５
とを搭載したキャリッジ９（第３図参照）を駆動するキ
ャリッジ送り機構であり、上述のキャリッジモータ７を
駆動するモータ駆動回路（図示しない）を含む。１７は
上述のプラテン４等からなる原稿送り機構であり、上述
の送りモータ６を駆動するモータ駆動回路（図示しない
）を含む。

また、１８は光電変換部１５から出力されるアナログ電
気信号（アナログ画信号）　　ＶＩＮを後述のスレショ
ルトレベル（閾値）　ＶＲＥＦ　　によりデジタル信号
に変換する八／Ｄ　（アナログデジタル）変換部、１９
はへ／Ｄ変換部１８から出力するデジタル信号を記憶す
る　ＲＡＭ　（ランダムアクセスメモリ）、２０はＲＡ
Ｍ１９から読み出されたデジタル信号を画像ｌＡ理装置
または、プリンタや画像メモリあるいは画像表示装置等
の外部機器２２へ出力するインタフェース部である。

２１はマイクロプロセッサ等からなる全体の制御を行う
制御部であり、内部ＲＯＭ　（リードオンリメモリ）等
のメモリにあらかじめ記憶した第７図に示すような制御
手順に従って、本発明に係る後述のような制御動作を行
う。２３は走査回数または階調数を指示する人カキ−を
有する操作キ一部、２４は制御部２１で使用するレジス
タ部である。

以上の構成において、キャリッジ９に搭載された光源１
３により原稿２を照明し、その原稿２からの反射光をレ
ンズ１４を通して光電変換部１５で受光し、光信号をア
ナログ電気信号に変換する。このアナログ電気信号なＡ
／Ｄ変換部１８に送り、デジタル信号に変換して貼Ｍ１
９に一時記憶させる。　ＲＡＭ１９に記憶したデータは
必要に応して読み出され、インターフェース部２０を通
して、画像処理装置等の外部機器２２に送る。制御部２
１は、キャリッジ送り機構１６、原稿送り機構１７、光
源１３、光電変換部１４、　へ／Ｄ変換部１８、　ＲＡ
Ｍ１９、およびインターフェース部２０を第７図に示す
ような制御手順に従って総合的に制御する。

第６図（Ａ）および（Ｂ）は、原稿２を走査する原稿走
査位置と」−述のＲＡＭ１９のアドレスとの関係を示す
。

第６図　（Ａ）に示す水平走査線１２の１本分を仮に、
１０２’ｌｌ’ツトてサンプリングするとして、この走
査線１２の×座標（ｘ−１，２，３・・・１０２３）て
１２′　の位置（花端）をｘ−０，１２＝の位置（右端
）をｘ−１０２３で表わすこととする。また、上述の各
サンプリング点を最大４ピッ１−のデータで表わすとす
ると、ＲＡＭ１９は１０２４ワード（１ワード当り４ヒ
゛・ン１〜とする）のメモリ構成であって、第６図（Ｂ
）に示すようなメモリマツプとなる。第６図（Ｂ）にお
いてＲＡＭ１９のアドレス（以下、　ＲＡＭアドレスと
称する。）０が原稿２の×−０の位置の明度データに対
応し、　ＲＡＭアドレス１０２３かｘ−１０２３の位置
の明度データに対応している。したかつて、符号１２て
示す水平方向の１ラインの１０２４ドツトについて、各
ドツト毎に最大値２４、即ち１６階調の表現ができる。

次に、−に述の本発明実施例の制御部２１の本発明に係
る制御動作を第７図のフローチャートを参照して説明す
る。なお、ここでは、説明の便宜上、−例として原稿２
の画像データを１ドツトビツト、即ち８階調て読み取る
場合を示すこととする。

まず、第２図に示すように操作渚が原稿２を本体１にセ
ットして、矢印３の方向に挿入すると、挿入口１八内の
原稿検出機構（図示しない）により、制御部２１の第７
図に示す制御手順（プログラム）がスタートする。操作
者か操作キ一部２３により、例えは８階調°であるピッ
１〜数Ｎ＝３を指定すると、ステップＳＬにおいて制御
部２１はこのＮ＝３を読み込み、次のステップＳ２にお
いて、光源１３の光量レベルＬ１〜’−２〃−１　、す
なわち１４１〜１４７の光量の設定を行う。すなわちへ
／Ｄ変換部１８の基４１ルヘルＶＲＥｒと光電変換部１
５からのアナログ電気信号の電圧ｖ３か原稿２の黒の部
分を読み込んた時にｖＳ−ＶＲＥＦとなる光景Ｌ８と、
原稿２の白色部分を読み込んた時にＩ／，−ＶＲＥＦと
なる光量り。どの間を２Ｎに分割し、Ｃｏ＜　Ｌ＋　＜
　Ｌ２＜　１．３　＜　Ｌ４　＜　Ｌ＋，　＜　Ｌ６＜
　１７　＜　Ｌａの１４，〜１４□の７つの光量を設定
する。

次のステップＳ３て原稿２の有無を判定する力へ最初は
原稿２かセットされているので、ステップＳ４に進み、
１／レジスタ２４内のレジスタＫに上述のヒツト数（　
Ｎ−３）をセラ１−すると共に、　ＲＡＭＩ９の記憶内
容をすべてセロクリアする。次にステップＳ５て、モー
タ７を駆動してキャリッジ９をホームポジション、即ち
原稿の左端ｘＪの位置（第６図（八）参照）に移動させ
る。次のステップＳ６ではキャリッジ９のＸ座標位置を
示すレジスタ部２４内のレジスタＸをセロクリアする。

矛先くスデッブＳ７ては、　ＲＡＭ１９のＸ番」也（Ｍ
ｘ）のデータをレジスタ部２４内のレジスタＤに転送す
る。最初はＲへｈｔ１９はステップＳ６でゼロクリアさ
れているのて、レジスタＤの内容はＯとなる。次のステ
ップＳ８では２１′−’＋Ｄ、即ぢ２”−’　＋　０−
４を演算し、その演算結果に基づぎ光源１３の光量１、
、、　ｈ）ｌ、、に設定される。

へ／Ｄ変換部１８ては光電変換部１５がその電気信号ｖ
ｓと基準値（閾値）　ＶＲＥＦとの比較を行い、ｘ＝０
点での入力アナログ電気信号ｖＳをＶＳＯとして、光量
Ｌ４Ｊ今１，５≦Ｌｓ＜　Ｌｅノ範囲内テＶｓｏ　＝Ｖ
ＲＥＰどなる点かあると仮定すると、Ｌ４ではｖＳ≦Ｖ
ＲＥＦであるので、ステップＳ９て肯定判定となり、次
のステップ５１０てＭｘのにヒ゛ット目、即ち　ＲＡＭ
１９のアドレスＯｆＭＯ　）の第３ヒツトロに１“を立
てる。したかって、このどきはＭ。−０１００　（バイ
ナリ）となる。

次に、ステップＳｏｌに進み、座標を示すレジスタＸを
＋１増加（インクリメント）し、ステップ５１２でキャ
リッジ９を第３図の右へ１ピツチ移動させる。これによ
りキャリッジ９はＸ−１の座標へ移動する。

次のステップＳ１３ては×か１０２４になったか否かを
判定するか、今Ｘはｘｌであるのて元のステップＳ７へ
戻り、ＬＳ＝１，の光量に設定したまま上述のステップ
５７〜Ｓ１３の処理を繰り返す。ｘ＝１でのアナログ電
気信号の電圧ＶＳＩ　は光量Ｌ８がＬ２≦ｔ．ｓ＜１、
３の範囲内にＶＳＩ　−ＶＩＩＥＦとなる点かあると仮
定すると、ｖ５〉ｖＲ．、ｌ−どなるので、ステップ５
１０はスキ・ンブされ、ＲＡＭ１９のＲＡＭアドレス１
の内容はＭｌ＝００００　（バイナリ）となる。

以下、同様にｘ　＝　１０２３になるまで上述のステッ
プＳ７〜５１３を繰り返し、キャリッジ９か右端まて移
動する１ライン分の１０２４ドツトについてｖ５とＶＲ
ＥＦを比較し、νＢ＞ＶＢｃｒてあればステップ５１０
でＲＡＭメモリのＭｘの３ヒ゛ツト目に１を立てる。

Ｋ・１０２３の位置の１０２４ドツト目のＩＡ埋が終わ
り、ｘ−１０２４になると、ステップ５１３は肯定判定
となるので、ステップ５．１４に進み、レジスタにの値
から−またけ減算（ディクレメント）する。よって、レ
ジスタにの値は　Ｋ−２になる。次に、ステップ５１５
てに−０か否かを判定するか、現在の本ステップＳ１５
ではに−２であるので元のステップＳ５へ戻り、キャリ
ッジ９の１回目の走査を終了する。

ステップＳ５からの処理は先に説明したと同様に処理す
るが、先の走査により各ドツト位置に対応する　ＩｔＡ
Ｍ１９のＲＡＭアドレスｌｌｘの３ヒ゛・ント目に　へ
／Ｄ変換部１８から出力されたデータがすでにセットさ
れている。したかって２回目の走査のステップＳ７では
、Ｍｘの内容により、レジスタＤの値か変化する。例え
ばＭ。は上述のようにＭ。＝０１００（バイナリ）であ
るのて、Ｄ−４（デシマル）となる。次のステップ゛Ｓ
８では、２に一’＋Ｄが演算されるので、２”＋４−６
となって、スレショルド電圧としてＬｓ＝シロがＩＩＪ
御部２】から光源１３に設定される。上述のように、Ｌ
５≦ＬＳ＜Ｖ６（７）範囲にｖｓｏ　＝　ｖｎ［：ｒと
なる光仝かあるので、ステップＳ９の比較結果は否定判
定となり、ステップ５１０はスキップされて、Ｍ、＝０
１００　（バイナリ）のままステップｓ１１へ進み、次
のドツトの処理へと進むこととなる。

次のｘ＝１のドツトでは、Ｍ、　＝　００００　（バイ
ナリ）であり、　Ｄ−０（デシマル）となるので、ステ
ップＳ８により２”＋Ｄ−２”　十〇−２となり、Ｌｓ
＝Ｌ２が光源１３に設定される。上述のように１．３≦
Ｌｓ＜Ｌ３て１、ｓ＋　＝ＶＲｃｒニあるノで、ステッ
プＳ９テはＬｓ≦ＶＲＩ：Ｆと肯定判定なってステップ
５１０に進み、ステップ５１０によりＭ、　＝　００１
０となる。

以下、同様にして２回目のキャリッジ走査をｘ−１０２
３になるまで繰り返す。さらに、キャリッジ９による３
回目の走査が行なわれ、この時はＲＡＭメモリＭ×の第
１ビツト目のデータが検出される。

３回目のキャリッジ走査が終った時点てはステラプＳ１
５　においてに−０となるので、次のステップＳ１６へ
進む。コノ時（７）　ＲＡＭ１９（７）状態は、Ｍｏ＝
０１０１（バイナリ）　Ｍ、＝　００１０　（バイナリ
）となる。同様にこの時の原稿２の任意の点の明度と、
その点においてｖｓ＝ｖ＊ｃｒとなる光量が含まれる光
量範囲とＲＡＭ１９のＭｘデータとの関係は、第８図に
示すようになり、１ライン分（ｘ−０−１０２３）の各
ドツトの下位３ビツトに有効なデータが得られる。

ステ・ンブＳ１６では、ＲＡＭ１９のアドレスＭ。〜Ｍ
１０２３のデータをＲＡＭ１９から読み出してインタフ
ェース部２０に順次転送し、その転送されたデータ（デ
ジタル画像データ）をインタフェース部２ｏにより外部
機器２２に送出する。次のステップｓ１７では原稿送り
機構１７をモータ１を介して駆動して、原稿２を１ピッ
チ送り、その後に再び上述のステップＳ３に戻り、新た
な水平走査ラインでの読取走査を開始し、ステップ５３
〜ｓ１７　により上述と同様に処理して有効なデジタル
画像データを得る。

すなわち、同一箇所を主走査方向に３回繰り返して走査
し、その各走査毎に光景を変えて、１ドツト当９３ビッ
トの有効なデジタル画像データを１走査ライン分得て、
このＩＩＡＭＩ９上のデジタル画像データをインタフェ
ース部２ｏを通して外部機器２２へ転送し、次に原稿２
を１ピッヂ送って、新たな読取位置を３回絞り返し走査
する。以上の動作を繰り返し、原稿１枚分のデータを送
り終わると、原稿２は排紙トレー側へ排出されるので、
ステップＳ３では原稿２か無いと判断され、画像読み取
り動作を終了する。

以上の説明では各ドツトについて３ビツトのデジタル画
像データを得る場合を示したか、本実施例のステップＳ
１におりるＮ値指定操作で例えはＮ−４を指定すれは、
原稿２の同一箇所を４回走査し、各ドツト当り４ビツト
の１デジタル画像データを得られ、　Ｎ−２を指定すれ
は各ドツト当り２ビツト、　Ｎ−１を指定すれば各トツ
Ｉ−当り１ビツトのデジタル画像データを得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、被読取対象（原
稿）の同一箇所を複数回走査し、各走査毎に光源の光量
を変化さセて得られた２値化号を用いて、同一箇所から
得られる画像悄翰を対応する複数ヒツトのデジタル画像
情報に変換するようにしたのて、１ピツ］・のＡ／Ｄ変
換手段で任意のビ］・数のデジタル画像情報を得る事か
でき、さらには操作者か希望の階調のデジタル画像情報
を選択する事か可能となるので、製造コス１〜の低減か
図れると共に、操作子の自由度か極めて広がるという効
果か得られる。

【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全体の環路外観を示す斜視図、 第３図は第２図の本発明実施例装置の走査機構の構成例
を示す斜視図、 第４図は第３図の原稿とキャリッジ走査の相対的位置関
係を示す斜視図、 第５図は第２図の本発明実施例の回路構成を示すブロッ
ク図、 第６図（Ａ）　、　（＋１）は第５図の原稿の走査位置
とＲＡＭのアト１／スとの関係を示す説明図、第７図は
第５図の本発明実施例の制御部の動作例を示すフローヂ
ャ−１−１ 第８図は第５図の本発明実施例におりる光電変換部の出
力電圧ど、　へ／Ｄ変換部ての一連の動作でＲＡＭによ
り得られるデジタル画像情報との関係を示す説明図であ
る。 ２　・・・九Ｈ高、 ４・・・プラテン、 ６．７・・・モータ、 ９・・・キャリッジ、 １３・・・光源、 １４・・・レンズ、 １５・・・光電変換部、 １６・・・キャリッジ送り機構、 １７・・・原稿送り機構、 １８・・・Ａ／Ｄ変換部、 １９・・・　　ＲＡＭ、 ２１・・・制御部、 ２３・・・操作キー、 ２４・・・レジスタ。 木尤明穴方七イ列の全仏０クト匁見の斜羽Ｍ囚第２図 本仝明炙力芭イ列の吏責捲・樽の斜親図第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ａ）原稿を走査する走査手段と、 ｂ）原稿を照明する光源と、 ｃ）該光源で照明された前記原稿からの反射光または透
   過光の光信号をアナログ電気信号 に変換する光電変換手段と、 ｄ）前記アナログ電気信号を所定のスレショルドレベル
   と比較して２値のデジタル信号に 変換するアナログデジタル変換手段と、 ｅ）前記２値のデジタル信号をビット単位で記憶可能な
   記憶手段と、 ｆ）前記走査手段を駆動制御して前記原稿の同一箇所を
   複数の所定回数走査し、前記同一 箇所の各走査毎に前記光源の光量を変化さ せ、かつ前記記憶手段を制御して前記同一 箇所から得られる前記アナログ電気信号を 対応する複数ビットのデジタル画像情報に 変換する制御手段と を具備したことを特徴とする画像読取装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記所
   定回数はマニュアル入力手段により指定可能なことを特
   徴とする画像読取装置。