(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準濃度部材を複数のイメージセンサを１次元に配列してなるイメージセンサでライン毎に読み取って得られるアナログ画像信号をＡ／Ｄ変換し、変換されたディジタル画像データを記憶手段に格納する際に、注目画素の画像データの値をその周囲画素データと比較演算し、演算結果が紙粉や塵の付着を示すと判断された場合に、異常信号を出力するデータ比較手段と、
上記異常信号に従って上記記憶手段に格納されたデータを所定の画素の基準濃度データに置換する基準濃度データ置換手段と、
上記センサチップの１つが保有する画素数を上限値として該画素数を繰り返し計数するリングカウンタと、
該リングカウンタの計数結果に従って注目画素位置を示す信号を出力する画素位置信号出力手段と、
該注目画素位置を示す信号に従って上記基準濃度データ置換手段の置換動作を選択的に禁止または許可する置換動作切り替え手段と
を有することを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項２】
前記画素位置信号出力手段は、リングカウンタの出力と予め設定された閾値とを比較する比較動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像読み取り装置。
【請求項３】
前記画素位置信号出力手段が使用する閾値、および前記リングカウンタが使用する上限値は、制御手段から任意の値を入力して設定できることを特徴とする請求項１または２に記載の画像読み取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基準濃度部材を読み取って得られた基準濃度データを記憶しておき、原稿画像の読み取り時に記憶されたデータに従ってデータ歪を補正する画像読み取り装置に関し、特にイメージセンサに複数のセンサチップを用いるとき、センサチップの境目で感度が大きく変化する場合に有効な画像読み取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、画像読取り装置においては、シェーディング歪を補正するための技術が知られている。すなわち、原稿の画像を読み取りこれを画像データに変換するファクシミリ装置等においては、光源の照度偏差、レンズの収差、あるいはイメージセンサの感度のバラツキ等によって、均一濃度の原稿を読み取った場合でもイメージセンサの出力レベルが均一にはならずに、いわゆるシェーディング歪が重畳された画像信号となる。シェーディング歪を補正するため、通常は、原稿の読み取りに先立ち、白色の基準濃度板の白色を読み取り、これをシェーディング歪情報としてＲＯＭまたはＲＡＭに記憶する。次に、原稿読み取り時に、記憶していたシェーディング歪情報を読み出し、この情報を基にしてイメージセンサから出力された画像信号に所定の補正演算を行い、シェーディング補正された画像信号を出力していた。
【０００３】
しかし、原稿の読み取りに先立って基準濃度板の白色を読み取る際に、基準濃度板あるいはコンタクトガラス等の原稿反射光の光路上に紙粉や塵等の障害物が付着している場合には、基準濃度板の反射光が遮断されて、その部分だけイメージセンサの出力レベルが低下するため、部分的に低下した画像信号をシェーディング歪情報として記憶してしまう。原稿の読み取り時には、原稿の搬送による自動清掃効果、つまり原稿が塵や紙粉を散らしてしまうことで実際には障害物は取り除かれてしまう。このときにも、シェーディング補正が行われるが、上記部分のみが補正により出力レベルを異常に増大させることになり、過補正が行われて白筋等が記録され、画像の劣化が生じる。
そこで、上記不具合を防止するため、例えば特開平６−１５２９５１号公報に記載の『画像読み取り装置』が提案されている。この装置では、Ａ／Ｄ変換手段により基準濃度データを記憶する場合、注目画素の画像データ値とその周囲画素データとの画像データ値との差を比較演算して、その結果、紙粉や塵の付着を示すと判断されるときには、基準濃度データとして記憶されているデータをその直前の画素のデータに置換する。これにより、基準濃度データとして記憶される値は、紙粉や塵を除去したデータに置換されるので、白筋等の発生はなく、画像劣化は防止される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような画像読み取り装置でも、下記の場合には依然として問題が生じていた。すなわち、近年、ファクシミリ装置や複写機等における画像読み取り装置では、光路長を短かく設定することができるようになり、装置の小型化が可能であるため、等倍光学系を用いた密着型イメージセンサを用いる場合が多くなってきた。密着型イメージセンサは、例えば特開昭６１−６９２５６号公報に記載されているように、複数の読み取り画素が一次元に形成されたセンサチップを基材上に画素の配列方向と同一方向に複数個配列して形成したものである。このセンサチップは、半導体を製造する上で基本となるウェハーサイズによりその長手方向のサイズが規制されるため、Ａ４サイズやＡ３サイズを等倍光学系で読み取る密着型イメージセンサは、センサチップを複数個配列して必要な読み取り長を確保している。
【０００５】
ところで、センサチップでは、一般にその固体内の各画素の特性のバラツキに比較して、固体間（チップ間）の特性のバラツキが大きい。その理由としては、１つのセンサチップ内の画素は同一の半導体ウェハ上の極めて近接した場所に形成されるため、半導体製造工程の種類の条件が極めて同一に近いと考えられ、固体が異なればこの範疇では無くなるからである。画素に入射した光量に対する信号の出力量を表す『感度』も例外でなく、１つのセンサチップの最初の画素に移るときの感度差はかなり大きくなる。
このような密着型イメージセンサを、前述の特開平６−１５２９５１号公報に記載の画像読み取り装置に適用した場合、紙粉や塵による基準濃度データの変動よりもセンサチップの最終画素から次のセンサチップの最初の画素に移る場合の感度差によるデータの変動の方が大きい。従って、センサチップの境界で紙粉や塵の付着と判断されることによる誤動作が発生することになり、この場合には、シェーディング動作自体が正しく行われなくなり、読み取り画像の濃度不足や地肌汚れ等の重大な画像劣化を続き起こすという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、このような従来の課題を解決し、複数のセンサチップを配列した密着型イメージセンサを用いる画像読み取り装置において、センサチップ間の特性のバラツキや感度差のバラツキをなくして、読み取り画像の濃度不足や地肌汚れ等の画像劣化を防止し、かつ基準濃度板またはコンタクトガラス等の原稿反射光の光路上の紙粉や塵等が付着することによる画像劣化も防止して、高品位な読み取り画像を与えることが可能な画像読み取り装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の画像読み取り装置では、(1)基準濃度部材を複数のイメージセンサを１次元に配列してなるイメージセンサでライン毎に読み取って得られるアナログ画像信号をＡ／Ｄ変換し、変換されたディジタル画像データを記憶手段に格納する際に、注目画素の画像データの値をその周囲画素データと比較演算し、演算結果が紙粉や塵の付着を示すと判断された場合に、異常信号を出力するデータ比較手段と、上記異常信号に従って上記記憶手段に格納されたデータを所定の画素の基準濃度データに置換する基準濃度データ置換手段と、上記センサチップの１つが保有する画素数を上限値として該画素数を繰り返し計数するリングカウンタと、該リングカウンタの計数結果に従って注目画素位置を示す信号を出力する画素位置信号出力手段と、該注目画素位置を示す信号に従って上記基準濃度データ置換手段の置換動作を選択的に禁止または許可する置換動作切り替え手段とを有することを特徴としている。
【０００８】
(2)前記画素位置信号出力手段は、リングカウンタの出力と予め設定された閾値とを比較する比較動作を行うことを特徴としている。
(3)前記画素位置信号出力手段が使用する閾値、および前記リングカウンタが使用する上限値は、制御手段から任意の値を入力して設定できることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例を示す画像読み取り装置の概略構成図である。
図１において、Ｄは読取るための原稿、１は白原稿に類似している均一な反射率を有する基準濃度板、２は読取り位置の近傍を照明する光源、３は原稿Ｄを載置するためのコンタクトガラス、５は結像投影される入射光を光量に応じた電気信号に変換する光電変換器（ここでは、密着型イメージセンサ）、４は原稿Ｄまたは基準濃度板１からの反射光を光電変換器５に結像させるための等倍結像光学部品（例えば、セルフォックレンズアレイ等）、６は光電変換器５の出力信号を所定の倍率で増幅し、低インピーダンスの信号として出力する演算増幅器、７は演算増幅器６から入力されたアナログ画像信号を所定の量子化レベルに基づきディジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器、８は制御データをアナログ信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器７の参照レベル信号（Ｒｅｆ）として与えるＤ／Ａ変換器、９はＡ／Ｄ変換器７から入力されたディジタル画像信号に各種の画像処理を施す画像処理部、１０は基準濃度板１を読み取った白基準データ（シェーディング歪データ）に基づいてＡ／Ｄ変換器７の制御データを生成する歪補正部、１１は白基準データ、画像データを格納するラインバッファ（ＦＩＦＯまたはＲＡＭ等よりなる）であり、上記各回路要素５〜１１はシステム制御部１２により制御されている。なお、制御部１２からは、歪補正部１０に対して後述する画素クロック信号Ｃ、リングカウンタの上限値Ａ、および画素位置信号出力手段の閾値Ｂを供給する。
【００１０】
図１の全体構成は、前述の特開平６−１５２９５１号公報に記載された装置と同じであるが、歪補正部１０の内部構成が大きく異なっている。
図１の動作の概略を述べる。システム制御部１２は、先ず原稿Ｄの読み取り動作に先立って、光源２を点灯させ基準濃度板１を照明する。基準濃度板１を走査して光電変換器５で読み取ったアナログ画像信号の最大値を参照レベル信号として取り出し、Ａ／Ｄ変換器７はこのアナログ画像信号を所定のビット数に量子化し、これをラインバッファ１１にシェーディング歪データとして格納する。
次に、原稿読み取り時には、ラインバッファ１１から上記白基準データであるシェーディング歪データを読み出し、Ｄ／Ａ変換器８でそのアナログ信号波形を再生して、Ａ／Ｄ変換器７に参照レベル（Ｒｅｆ）として与える。すなわち、白基準データが小さい画素の画像データに対しては、そのレベルに応じて参照レベル信号も小さくすることにより、画像データのシェーディング歪を補正する。
例えば、Ａ／Ｄ変換器７で０〜２（Ｖ）を１００等分して量子化する場合よりも、０〜１（Ｖ）を１００等分した量子化する場合の方が効率はよい。前者の場合、仮に９０を白基準データとしてラインバッファ１１に格納しているとき、Ｄ／Ａ変換器８は次の画素の変換のために、参照レベル（Ｒｅｆ）としてＤ／Ａ変換器７に１．８Ｖを与えることになるのに対し、後者の場合には、９０を白基準データとして格納したとき、次の画素のために参照レベルとして０．９Ｖが与えられる。このように、感度のよい場合は出力されるデータは小さく、感度の悪い場合は出力データが大きくなる。なお、シェーディング歪補正は、演算増幅器６の増幅度を白基準データのレベルに応じて画素毎に変化させることもできる。
【００１１】
図２は、図１における歪補正部の内部構成図である。
図２の上半分は基準濃度データ置換機能の部分であり、下半分は画素数をカウントしてセンサチップの境界を検出する機能の部分であり、両機能の結合部であるＮＡＮＤゲート２３は基準濃度データ置換動作を選択的に禁止または許可する部分であって、センサチップの境界で感度が大きく変化した場合には、光路に紙粉や塵が付着した場合とは異なるため、置換動作を禁止させる。
図２において、２１ａ，２１ｂは基準濃度部材を読み取って得られた基準濃度データの注目画素とその前後の画素のデータをマトリクス生成するためのもので、画素データに同期して動作するフリップフロップである。従って、２画素が連続して入力した時点で、（ｃ）点に直前に入力された画素データが、（ｂ）点に注目する画素データが、（ａ）点に次に入力される画素データが、それぞれ現われることになる。２２は、生成されたマトリクスにより注目画素の基準濃度データが紙粉や塵による影響を受けているか否かを判断する異常データ判断部である。異常と判断された場合には、マルチプレクサ２４は直前に入力された画素データを保持しているフリップフロップ２５の出力をフィードバックさせて、直前の基準濃度データを今回の基準濃度データとして採用し、ラインバッファに出力する。また、正常と判断された場合には、フリップフロップ２１ａの出力である（ｂ）点のデータをそのまま入力し、ラインバッファに出力する。
【００１２】
図２において、レジスタ２６はリングカウンタの計数の上限値を格納するレジスタであって、図１のシステム制御部１２から端子Ａを介して設定入力される。この場合、密着イメージセンサの仕様に従った値が設定され、またこの値を変えることにより、仕様の異なる種々の密着イメージセンサに対応することができる。また、レジスタ２８は画素位置信号出力手段（３１，３２，３３）の閾値を格納するレジスタであって、同じくシステム制御部１２から端子Ｂを介して設定入力される。この場合、センサチップの境界領域でのセンサチップ間の感度の差違による異常データ判断部２２の誤判断を無視させる範囲を設定する。また、２７は画素クロックを計数するカウンタであり、同じくシステム制御部１２から端子Ｃを介して画素クロックが入力される。カウンタ２７の計数結果をレジスタ２６に設定された上限値とコンパレータ２９で比較することにより、レジスタ２６とカウンタ２７とコンパレータ２９とでリングカウンタを構成している。ここでは、レジスタ２６に対して、密着型イメージセンサを構成する複数のセンサチップのうちの１つのセンサチップが有する光電変換素子の数（センサチップ内の画素数）を設定する。これにより、カウンタ２７は、センサチップ内の現在読み出している画素の位置を表わすことになる。
【００１３】
いま、レジスタ２６に上限値としてセンサチップ内の画素数Ｎを設定し、レジスタ２８に閾値としてｍを設定した場合で説明する。
カウンタ２７は（０）から（Ｎ−１）までの数を計数する。コンパレータ３２は、カウンタ２７が（０）から（ｍ−１）までを計数する間は出力をせず、（ｍ）から（Ｎ−１）までの計数する間は出力を行う。一方のコンパレータ３１は、減算器３０が演算した（Ｎ−ｍ）とカウンタ計数値を比較し、（０）から（Ｎ−ｍ）までを計数する間は出力し、これを越えると出力を停止する。従ってアンドゲート３３と２つのコンパレータ３１，３２とでウィンドコンパレータを形成し、その結果として（ｍ）から（Ｎ−ｍ）までを計数する間だけ出力が有効となる。このウィンドコンパレータの出力は、アンドゲート２３に入力されるため、ウィンドコンパレータの出力期間のみ異常データ判断部２２の判断結果は有効となり、ウィンドコンパレータの非出力期間は無効とされる。つまり、密着型イメージセンサの境界付近のみで、異常データ判断部２２の判断結果が無効にされる。
【００１４】
いま仮に、センサチップの中の画素数を５００、異常データ判断部２２に入力するデータのマトリクスサイズを３とした場合には、レジスタ２６に５００（Ｎ）が、またレジスタ２８に２（ｍ）が、それぞれシステム制御部１２から設定される。この場合、異常データ判断部２２の判断結果が有効とされるのは、各センサチップの先頭の３画素目から後端の２画素目までであり、先頭の２画素と後端の１画素のデータは異常データ判断部２２の判断結果に依らずに画素データがそのまま基準濃度データとして採用されることになる。この動作は、密着型イメージセンサを構成する複数のセンサチップの読み出し動作に応じて、１ラインの中でセンサチップの数だけ繰り返されることになる。
なお、アンドゲート２３は、基準濃度データの置換動作を選択的に禁止または許可する切り替え手段として動作するのであるが、観点を変えれば、基準濃度部材の読み取り動作の１ライン中に、データ比較手段の異常信号のマスク・非マスクを繰り返し切り替える異常信号出力マスク手段としても機能するものである。
【００１５】
本発明においては、センサチップの境界において、紙粉や塵の影響を除去するための異常データ判断部の判断結果を無効にすることで、センサチップ間の感度バラツキの影響を受けない基準濃度データを得ることができるので、紙粉や塵により白筋を発生することがない良好なシェーディング補正を行うことができる。また、画素位置信号出力手段の閾値や、リングカウンタの計数の上限値を任意に入力設定できるので、種々の仕様のイメージセンサに対応することが可能になる。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数のセンサチップを配列した密着型イメージセンサを用いた画像読み取り装置において、基準濃度板またはコンタクトガラス等の原稿反射光の光路上に紙粉や塵等が付着することによる画像劣化を防止し、高品位な読み取り画像を与えるとともに、種々の仕様の密着型イメージセンサに対応することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す画像読み取り装置の全体構成図である。
【図２】図１における歪補正部の内部構成例を示す図である。
【符号の説明】
１…白原稿に類似の均一な反射率を有する基準濃度板、２…光源、
３…コンタクトガラス、４…等倍結像光学部品、５…光電変換器、
６…演算増幅器、７…Ａ／Ｄ変換器、８…Ｄ／Ａ変換器、
９…画像処理部、１０…歪補正部、１１…ラインバッファ、
１２…システム制御部、２１ａ，２１ｂ，２５…フリップフロップ、
２２…異常データ判断部、２３…アンドゲート、２４…マルチプレクサ、
２６…カウント上限値格納レジスタ、２７…カウンタ、
２８…画素位置出力手段の閾値格納レジスタ、２９…コンパレータ、
３１，３２…ウィンドコンパレータを構成するコンパレータ、
３３…アンドゲート、３０…減算器。
【図１】
0003627904.tif 000002
【図２】
0003627904.tif 000003