JPS6364480A - 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。本
図において、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は四ツ１〜レンズで集光された光を光電変換するＣＣ
Ｄ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
メージセンザ１４の受光面には色分解フィルタアレイ１
６が一体に装着（以下、オンウェハと称する）されてい
る。第２図に示すように、この色分解フィルタアレイ１
６は各センサエレメントに対応して取イゴけた青（ロ）
、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４の受光面
に結像され、色分解フィルタアレイ１６により、Ｉｔ、
　Ｇ、　Ｈ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て行われ、　１ライン上
の各画素のＲ，Ｇ、　Ｂの色信号の時系列かアナログ画
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て増幅された後、
夕（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０１特性
たけてなく、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１＋−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１〜バランスのとれていない画侶湯を供給してしまう
という問題かあった。

この様／♂問題に対して、白色基準板の読取時に１１、
　Ｇ、　Ｂの各色信号のレベルなサンプルポール１−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
別のへＧＧ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
に対応するそのへＧＣ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Ｊ：る画素毎のホワイトバランスの乱れを補正て
きないという問題がある。

そこて、このような画素毎のホワイ１〜バランスの乱れ
の問題を解決するために、第６図に示す様な装置か提案
されている。本図に示す従来装置ては、Ｒ，Ｇ、Ｂの各
色信号のレベルをザンブルポールト回路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へＧＧ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　、　３９
ｃて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　、４０ｃ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１
２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によって次のような手順
により実行される。ます、原稿読取に先立って、イメー
ジセンサ１４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、各色ごとにザンブルボールド回路３７ａ　、３７
ｂ　、　３７ｃでサンプルホール］２さね、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」：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
は各色ごとにへ／Ｄ変換器３９ａ　、　３９ｂ　、　３
９ｃによりデジタル化され、シエーディング補正部４Ｑ
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。−に述のことく、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
ートに切りかわり、原稿を走査した画像データ信号と同
期してＲＡＭ４＋内に格納されている白色基準板走査信
号か読出されて、　ＲＯＭ　（リードオンリメモリ）４
２のアドレスとして入力される。

ＲＯＭ４２においては、第８図に示ず様に、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、引き続いて画像を誘取
ったときの画像レベルをＤｎとすると、シェーディング
補正部４０ａて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。よって、画像信号と白色基準板走査信号とをアド
レスとしてＲＯｈ１４２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ても行うことにより一画素毎の出力ばらつきの
補正を行うことができる。

〔発明か解決しようとする問題点〕

しかしながら、このようノｌ従来装置てはシェーディン
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
かあった。

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てきるとともに、画素即位で
ホワイ］・バランスのとれた画信号を得ることがてき、
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な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あらか
しめ定めた所定のレベルに増幅する増幅手段と、増幅手
段て増幅された各信号をシリアルアナログ画信号と同し
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と
、ディジタ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（７０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
さ引］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ものである。

〔作　用〕

本発明では、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、各色毎に白色基！１！板読取時の出力レベルを一定
にし、黒原稿を読取った時のレベルを１個のへ／Ｄ変換
器の最低基準レベルに合わせた後、マルチプレクサによ
って再び各色信−号を時系列信号に変換し、そのへ／Ｄ
変換器によってデジタル画信号に変換する。一方、その
各色のシリアルなデジタル画信号に従って補正係数を記
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こと、画素ことに補正
する演算を行うようにしたので従来装置に比して％以下
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、高価なへ／Ｄ変換器の数を削減
することか可能と２ノリ、コストの低減か可能となり、
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か
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てあ
り、カラー原稿を光学系を通して読の取り、電気信号の
シリアルアナログ画信号に変換する。

ｂ　４ｊ人カーう′る各色のシリアルアナログｉ１′ｉ
ｉ信−号を各色毎に分離する分前手段であり、 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
あらかし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で増幅された各信号を上記のシリアルア
ナログ画信号と同し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、ｅはパラレルシリアル変換
手段ｄ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る。

ｆはそのディジタル画信号に対応する補正係数を遷択し
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子
役すに出力する演算手段である。

第２図Ｏ：ｌｌ木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、６２は可変増幅器１５にに
り一定レベルまて増幅された一次元固体イノーシセンザ
１４の出力信号を画素！Ｐ位で補正するシェーディング
補正部、６４ａ　、　６４ｂ　、　６４ｃはサンプルホ
ールド回路３７ａ　、　３Ｎ）　、３７ｃによって分度
］されたＲ、Ｇ、ｎの各色信号を規定レベルに増幅する
増幅器、６５ａ　、　６５ｂ　、　５５ｃは増幅器６４
ａ　、　６４ｂ　。

Ｂ４ｃにより規定レベルまて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Ａ／Ｄ　　（アナロ
グデジタル）変換器６７の最低基′！ν−レヘルレベ致
する扛に設定する点補正回路、６６は各点補正回路６５
ａ　、　６５ｂ、　６５ｃから並列的に出力される各色
信号を」二連のカラーイメージセンサ１４から時系列的
に出力される各色信号と同一順序に時系列的に並ひ換え
るマルヂブレクザである。

さらに、シェーディング補正部６２を構成する［ｉ２ａ
　、　６２ｂ　、　１ｉ２ｃを説明する。６２８はへ／
Ｄ変換器６７から出力される各色のデジタル画信号かア
トＩノスとして入力するＲＯＭ、６２ｂはＲＯＭ６２ａ
の出力信号（補正係数）が書き込みデータどして入力す
るＲＡＭ　、　ｆｉ２ｃはＲへＭ６２ｂ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、Ｃ
ＧＤど称する）１４から出力され、可変増幅器１５て一
定（ｉｉ’ｉ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ＣＣＤ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１〜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、ＣＣＤ］４から得られるアナログ画
像信号（白色基準板走査イ言号）は、色分解フィルタ１
６か上述の第５図に示すように配列されているのて、Ｒ
，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。ＣにＤ１４から出力ざわるＲ，Ｇ、ｆｌ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
数が例えは×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ＣＧＤＩ
４の出力信号は、サンプルホールド回路３７ａ、　３７
ｂ　、　３７ｃにより第３図の■、■、■に示すタイミ
ングてＲ，Ｇ、Ｉｌｌ各色信号灯分離される。

各色信号別に分離されたＲ、Ｇ、Ｒの画像信号は、増幅
器６４ａ　、Ｂ４ｂ　、６４ｃによりへ／Ｄ変換器６７
のタイナミックレンシ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　、　６５
ｃては、上述の様に、原稿１１の黒部を読取走査した場
合の各色信号Ｒ，Ｇ、ＩＩのへ／Ｄ変換器６７の入力レ
ベルがＡ／Ｄ変換器６７の最低基準レベルに一致する様
に、ニレベル補正部６５ａ　、　６５ｂ　、　６５ｃの
出力オフセラＩ・しベルを調節する。

このように、白色基準板】７の読砲りレベルと原稿１１
の黒部の読取レベルとにより黒しベル補正部６５ａ　、
　６５ｂ　、　６５ｃで最大値（ｌｉｌＡＸ）と最小値
（ＭＩＮ）とか調整された各色４８号はマルチブレクヅ
６６に入力する。マルチプレクサ６６では、パラレルな
Ｒ，Ｇ。

Ｂ各色信号を第３図の［相］、■、＠に示すタイミング
で順次切換え選択して、ＣＧ’Ｄ１４から出力される各
色信号と同一順序に並ひ換え、Ｒ，Ｇ、Ｂの時系列信号
にして出力する。

マルチプレクサ６６から出力されたＲ、［ｉ、ＩＩの時
系列信号はへ／Ｄ変換器６７に入力して第３図の０て示
すタイミングで順次デジタル信号に変換され、このデジ
タル信号は外部に出力されると共にシェーディング補正
部６２を構成するＲＯＭ５２ａのアドレス信号として入
力する。このアドレス（８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かＲＯＭ６２ａから読
み出され、ＲＡＭ６．２ｂのセンサ画素対応のアドレス
に書き込まれる。

ここて、ＭへＸ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ピッｌ−目の画像レベル
、　Ｄｎは引き続き読取ったときの画像１ノヘルの値で
ある（第８図参照）。

この様にして、イメージセンサ１４の各センザ画素、す
なわち各色毎の補正係数か順次求められ、ＲＡＩ、１６
２ｂ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ＲへＭ６２ｂに格納されると、ＲへＭ６２ｂ
６」読出し干−トに切り替り、白色基準板走査信号と同
期して、補正係数ＭかＲＡ　Ｍ　６２１１から読出され
て、演算器６２ｃに入力する。演算器６２ｃとして木実
層側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
グの白色基へｆ板走査信号と補正係数Ｍとの乗算か実行
され、この乗算結果が補正済みの白色基準板走査信号と
して演算器６２ｃから出力される。

その後、原稿走査を開始する。ＣＣＤ１４により読取ら
れた原稿の画像信号は上述した白色基４（（板走査信号
の場合と同様に、ＲへＭ６２ｂに記憶された補正係数に
より補正されサンプルポール］・回路３７ａ。

３７ｂ　、　３７ｃ　に送られる。

ＲへＭ８２ｂ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
する値にあらかしめ決められているのて、へ／Ｄ変換器
６７から出力されるＲ、Ｇ、Ｂ各色のデジタル画像信号
は一定しベルＫに規格化された信号、すなわちシェーデ
ィング成分が１１　＜、完全にホワイトバランスかとれ
た画像信号となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれは、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、各色毎に白色基４（板読
取時の出力レベルを一定にし、黒原稿を読取った時のレ
ベルを　１個のへ／Ｄ変換器の最低基準レベルに合わぜ
た後、マルチプレクサによって再び各色信号を時系列信
号に変換し、そのへ／Ｄ変換器によってデジタル画信号
に変］　６ 換する。一方、その各色のシリアルなデジタル画１３号
に従って補正係数を記憶し、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
こと、画素ごとに補正する演算を行うようにしたので従
来装置に比して％以下の回路規模て、各色、各画素毎の
シェーディング補正か可能となり、ひいては、高価なへ
／Ｄ変換器の数を削減することか可能となり、コストの
低減が可能となり、さらには各カラー信号のタイナミッ
クレンシの等しい完全にホワイトバランスのとれたカラ
ー信号を得ることかでき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回路構成を示すブロック図、 第３図は第２図の実施例の出力信号のタイミングを示す
タイミングヂャート、 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４、′ｆ・ｌ
ｉｔ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次元固体イメーシセンザ（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　、　３７ｃ・・・ザンブルホール
ト回路（分離手段）、 ６４ａ　、　６４ｂ　、　６４ｃｍ増幅器（増幅手段）
、６５ａ、　６５ｂ　、　６５ｃ　・４レベル補正回路
、６６・・・マルチプレクサ（パラレルシリアル変換手
段）、 ６７・・・へ／Ｉ′ｌ変換器（Δ／Ｄ変換手段）、６２
・・・シェーディング補正部、 ６２ａ・・・ｌｌ０Ｍ　　（記憶手段）、６２ｂ　　・
・・ＲへＭ１ ６２ｃ・・・演算器（演算手段）。

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
   あらかじめ定めた所定のレベルに増幅する増幅手段と、 ｄ）該増幅手段で増幅された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）該パラレルシリアル変換手段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と、 ｆ）前記ディジタ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、 ｇ）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。