(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帳票の画像読取に際し、灰色基準板を用いて光電変換部の増幅回路の利得を調整するスキャナ装置に於いて、
一時的に取り付けられる白色基準板をスキャンした時の光電変換出力の目標値（Ｗ）及び前記スキャナ装置に固定取り付けされた前記灰色基準板をスキャンした時の光電変換出力の目標値（Ｇ）を記憶する記憶手段と、
前記帳票を読み取る前に前記灰色基準板をスキャンし、前記記憶手段から得られる前記目標値（Ｗ）になるまで前記光電変換部の増幅回路の利得を調整した後、当該利得を前記記憶手段から得られる前記目標値（Ｗ）と前記目標値（Ｇ）との比分（Ｇ／Ｗ）だけ低下させる利得調整手段とを具備し、
前記利得調整手段により調整された前記光電変換部の増幅回路を用いて前記帳票を読み取ることを特徴とするスキャナ装置。
【請求項２】
帳票の画像読取に際し、灰色基準板を用いて光電変換部の増幅回路の利得を調整するスキャナ装置に於いて、
一時的に取り付けられる白色基準板をスキャンした時の光電変換出力の目標値（Ｗ）と、この目標値（Ｗ）と前記スキャナ装置に固定取り付けされた前記灰色基準板をスキャンした時の光電変換出力の目標値（Ｇ）から求めた比率（Ｇ／Ｗ）とを記憶する記憶手段と、
帳票を読み取る前に前記灰色基準板をスキャンし、前記記憶手段から得られる前記目標値（Ｗ）になるまで前記光電変換部の増幅回路の利得を調整した後、当該利得を前記記憶手段から得られる比率（Ｇ／Ｗ）だけ低下させる利得調整手段とを具備し、
前記利得調整手段により調整された前記光電変換部の増幅回路を用いて前記帳票を読み取ることを特徴とするスキャナ装置。
【請求項３】
帳票の画像読取を行うスキャナ装置における、灰色基準板を用いて光電変換部の増幅回路の利得を調整する自動利得調整方法に於いて、
一時的に取り付けられる白色基準板をスキャンした時の光電変換出力の目標値（Ｗ）、及び前記スキャナ装置に固定取り付けされた前記灰色基準板をスキャンした時の光電変換出力の目標値（Ｇ）を取得して記憶部に記憶し、
前記帳票を読み取る前に前記灰色基準板をスキャンして、前記記憶部から得られる目標値（Ｗ）になるまで前記光電変換部の増幅回路の利得を調整し、
前記増幅回路の利得を前記記憶部から得られる前記目標値（Ｗ）と前記目標値（Ｇ）との比分（Ｇ／Ｗ）だけ低下させた利得を求める
ことを特徴とする光電変換出力の自動利得調整方法。
【請求項４】
帳票の画像読取を行うスキャナ装置における、灰色基準板を用いて光電変換部の増幅回路の利得を調整する自動利得調整方法に於いて、
一時的に取り付けられる白色基準板をスキャンした時の光電変換出力の目標値（Ｗ）と、この目標値（Ｗ）と前記スキャナ装置に固定取り付けされた前記灰色基準板をスキャンした時の光電変換出力の目標値（Ｇ）から求めた比率（Ｇ／Ｗ）とを取得して記憶部に記憶し、
帳票を読み取る前に前記灰色基準板をスキャンして、前記記憶部から得られる前記目標値（Ｗ）になるまで前記光電変換部の増幅回路の利得を調整し、
前記増幅回路の利得を前記記憶部から得られる前記比率（Ｇ／Ｗ）だけ低下させた利得を求める
ことを特徴とする光電変換出力の自動利得調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、灰色基準板を用いたスキャナ装置、及び光電変換出力の自動利得調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＣＲのスキャナに使用する蛍光灯などの光源は、一般に使用していくうちに光量や分光特性が経年変化する。このため、文字読取装置などにおいては、蛍光灯の経年変化を放置すると、一定の濃度や一定の色合いの画像を得ることができない問題があった。この問題を解決するために、光源の光量や分光特性の変化に応じて光電変換部に設けられる増幅回路の利得を調節する必要がある。そこで、読取部では読み取り原稿をスキャンする前に、明るさや色合いの基準となる基準板をスキャンし、その基準板を読み取った時の光電変換部の出力が全て同じ値になるように、上記増幅回路の利得を自動的に調節することが広く行なわれている。この時、使用される基準板としては、明るさや色合いの基準としては酸化マグネシウムなどの白色が用いられることが多い。
【０００３】
一方、スキャナによって帳票の読み取り処理を行なう動作時では、スキャンして得られた画像データから帳票の外形（エッジ）が容易に検出できるようになっていることが望ましく、一般に、読み取り帳票の原稿は白地であることが多いことから、帳票の周囲（背景）を黒色にすることが求められる。
【０００４】
これらを両立するために、例えば、文字認識装置の原稿移動式スキャナでは、帳票をスキャンする前に、白色の基準となる白色基準板を画像読取部に出現させて、その読み取り結果から増幅回路の利得を調整し、その後、白色基準板と入れ替わって黒色の背景となる黒色背景板を画像読取部に出現させてから帳票をスキャンするような機構を採用している。
【０００５】
また、白色基準板と黒色背景板を動かすための可動部を持たない小型のスキャナでは、白色基準板や黒色背景板の代わりに灰色の基準となる灰色基準板を画像読取部に固定しておき、読み取り帳票をスキャンする前に、その灰色基準板から読み取った時の光電変換部の出力が所定の値になるように増幅回路の利得を自動的に調整する方法や、そのまま灰色基準板を背景として読み取り帳票をスキャンするような方法が用いられている。
【０００６】
また、灰色基準板の製造コストを抑えるために、灰色基準をその明るさ（反射率）や色合い（分光特性）が厳密に一定になるように製造するのではなく、出荷前に於いて、白色基準板で校正された測定器（またはスキャナ装置自身）を使用して、ひとつひとつの灰色基準板の反射率や分光特性を測定し、その測定結果をその灰色基準板を使用するスキャナごとに登録（記録）して、その値を増幅回路の利得調整の目標値として設定している。この際、実装される灰色基準板は、帳票の白地と灰色基準板との明るさの差を十分に得るために、灰色基準板をなるべく黒色に近づけておく必要があった。
【０００７】
このように、従来、行われていた、スキャナの光電変換部に設けられる増幅回路の自動利得調整では、画像データから帳票の外形を容易に検出できるようにするために、すなわち帳票の白地と灰色基準との明るさの差を十分に得るために、灰色基準板をなるべく黒く（暗く）しなければならなかった。しかしながら、灰色基準板を黒くすればするほど、利得調整として登録される目標値の値が小さくなり、このため、帳票に付着したゴミによるノイズなどのために利得調整の精度が悪化するという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来行われていた、スキャナの光電変換部に設けられた増幅回路の自動利得調整では、画像データから帳票の外形を容易に検出できるようにするために、すなわち帳票の白地と灰色基準板との明るさの差を十分に得るために、灰色基準板を可能な限り黒く（暗く）しなければならないが、灰色基準板を暗くすればするほど利得調整として登録される目標値の値が小さくなり、帳票に付着したゴミによるノイズなどのために利得調整の精度が悪化するという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みなされたもので、灰色基準板を用いたスキャナ装置に於いて、光電変換部に設けられる増幅回路の利得を精度よく調整することができるスキャナ装置、及び光電変換出力の自動利得調整方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、灰色基準板を用いたスキャナ装置の光電変換部の増幅回路の自動利得調整機構に於いて、出荷時や保守・点検時などに、少なくとも白色基準板をスキャンした時の光電変換出力の目標値を記憶させて（設定して）おき、被読み取り帳票の画像読取に際して、上記白色基準板の目標値を用いて光電変換部の増幅回路の自動利得調整を行うことを特徴とする。
【００１１】
即ち、本発明は、帳票の画像読取に際し、灰色基準板を用いて光電変換部の増幅回路の利得を調整するスキャナ装置に於いて、一時的に取り付けられる白色基準板をスキャンした時の光電変換出力の目標値（Ｗ）、及び前記スキャナ装置に固定取り付けされた前記灰色基準板をスキャンした時の光電変換出力の目標値（Ｇ）を記憶する記憶手段と、前記帳票を読み取る前に前記灰色基準板をスキャンし、前記記憶手段から得られる前記目標値（Ｗ）になるまで前記光電変換部の増幅回路の利得を調整した後、当該利得を前記記憶手段から得られる前記目標値（Ｗ）と前記目標値（Ｇ）との比分（Ｇ／Ｗ）だけ低下させる利得調整手段とを具備し、前記利得調整手段により調整された前記光電変換部の増幅回路を用いて前記帳票を読み取ることを特徴とする。
【００１２】
又、本発明は、帳票に印字された文字や図形などの画像読取に際し、灰色基準板を用いて光電変換部の増幅回路の利得を調整するスキャナ装置に於いて、一時的に取り付けられる白色基準板をスキャンした時の光電変換出力の目標値（Ｗ）と、この目標値（Ｗ）と前記スキャナ装置に固定取り付けされた前記灰色基準板をスキャンした時の光電変換出力の目標値（Ｇ）から求めた比率（Ｇ／Ｗ）とを記憶する記憶手段と、帳票を読み取る前に前記灰色基準板をスキャンし、前記記憶手段から得られる前記目標値（Ｗ）になるまで前記光電変換部の増幅回路の利得を調整した後、当該利得を前記記憶手段から得られる比率（Ｇ／Ｗ）だけ低下させる利得調整手段とを具備し、前記利得調整手段により調整された前記光電変換部の増幅回路を用いて前記帳票を読み取ることを特徴とする。
【００１３】
上記したような光電変換部の増幅回路の自動利得調整機能を備えることで、灰色基準板を用いたスキャナ装置に於ける光電変換部の増幅回路の利得を精度よく調整することができる
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施形態に於けるスキャナ装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図中、１１は被読み取り帳票及び光電変換出力調整用の基準板を照らす蛍光灯などの光源である。１２は画像センサの読み取り対象となる被読み取り帳票である。１３は画像センサの読取位置に固定的に実装されて、明るさや色合いの基準となり、また、帳票のスキャンの際には被読み取り帳票１２の背景になる灰色基準板である。１４はスキャナ装置の製造時などに灰色基準板の反射率や分光特性を校正するために一時的に画像センサの読取位置に取り付けて使用される、明るさ（反射率）や色合い（分光特性）の絶対基準となる白色基準板である。１５は被読み取り帳票１２上を走査して、画像を読み込む画像センサである。１６は画像センサ１５の読取出力（アナログ出力電圧）を増幅する増幅回路である。１７は灰色基準板１３の光電変換出力（Ａ／Ｄ変換出力）が所定の値になるように増幅回路１６の自動利得調整を行う利得調整回路である。１８は増幅回路１６で増幅された画像信号（アナログ出力電圧）をアナログ／デジタル変換するＡ／Ｄ変換回路である。１９はＡ／Ｄ変換回路１８より出力された画像データを貯える画像メモリである。２０は光電変換部の自動利得調整のためのデータ（基準値）を保持するパラメータ記憶部である。
【００１７】
図２は、第１の実施形態に於ける、出荷前の光電変換出力調整の手順と、出荷後のスキャナ読み取り時の光電変換部の自動利得調整の手順を示すフローチャートであり、図３は上記実施形態の動作説明図である。
【００１８】
ここで、上記各図を参照して本発明の第１の実施形態に於ける動作を説明する。
【００１９】
先ず、図１の動作を説明する。光源１１からの光によって、被読み取り帳票１２、灰色基準板１３、白色基準１４板等が照射される。被読み取り帳票１２には、印刷および又は手書きされた文字・図形などが記入されており、スキャナ装置によってその文字・図形などの画像データが読み取られるものであり、一般的に帳票１２は白地である。灰色基準板１３は明るさや色合いの基準となるものであり、また、帳票１２の背景（背景色）となる。そして、この灰色基準板１３は画像センサ１５の読取位置に固定的に実装されている。
【００２０】
一方、白色基準板１４は明るさ（反射率）や色合い（分光特性）の絶対基準となるものである。白色基準板１４の反射率は常に帳票の反射率より高い（明るい）ものとする。そして、この白色基準板１４はスキャナ装置に着脱可能に取り付けられるものであり、スキャナ装置の製造時などにおいて、灰色基準板１３の反射率や分光特性を調整するために一時的に画像センサ１５の読取位置に取り付けて使用する。白色基準１３板は後述する利得調整が終了すると取外され、スキャナ出荷時には実装されていない。
【００２１】
画像センサ１５は多数のＣＣＤセンサなどによって構成され、各種基準板１３，１４、または帳票１２からの反射光を光電変換して増幅回路１６へ出力する。増幅回路１６は画像センサ１５を構成するＣＣＤセンサの数だけ設けられており、画像センサ１５から出力されたアナログ出力電圧を増幅する。この増幅回路１６の利得は利得調整回路１７から与えられる。Ａ／Ｄ変換回路１８は増幅回路１６で増幅されたアナログ出力電圧をデジタルデータに変換する。画像メモリ１９はＡ／Ｄ変換回路１８でＡ／Ｄ変換されたデジタルデータを一時記憶し、その画像データを読み取り制御部（図示せず）へ出力する。
【００２２】
利得調整回路１７は灰色基準板１３を読み取った時のＣＣＤセンサの光電変換出力（Ａ／Ｄ変換出力）が全て同じ値となるように増幅回路１６（ＣＣＤセンサに対応して設けられている）の利得を調整する。パラメータ記憶部２０は利得調整回路１７によってリード／ライトされるもので、灰色基準板１３を読み取った時のＣＣＤセンサの光電変換出力が全て同じ値になるように、増幅回路毎に利得を調整するためのパラメータが記憶されており、そのパラメータはスキャナ装置ごと、または灰色基準板１３ごとに固有の値を示す。
【００２３】
ここで、スキャナ装置を出荷する前に、まず、画像センサ１５の読取位置に白色基準板１４を取り付ける。そして、この白色基準板１４を画像センサ１５によって読み取らせる。この時に、画像センサ１５を構成する多数のＣＣＤセンサの光電変換出力が全て同じ所定値［Ｗ］になるように、利得調整回路１７はＣＣＤセンサに対応する全ての増幅回路１６の利得を１個ずつ個別に調整（増幅回路１６の出力が飽和しない範囲で、なるべく大きな値）して設定する（図２、図３ステップＳ１）。
【００２４】
次に、読取位置の白色基準板１４を取り外し、そのままの利得で灰色基準板１３を画像センサ１５にて読み取り、画像センサ１５を構成するＣＣＤセンサの光電変換出力を測定する。利得調整回路１７は、この時の光電変換出力値［Ｇ］を上記で求めた所定値［Ｗ］とともにパラメータ記憶部２０に記憶する（図２、図３ステップＳ２）。
【００２５】
以上の調整がスキャナ装置の出荷前に行われる。なお、上述した利得調整は、スキャナ装置の出荷前に限定されず、例えば、定期調整時や保守点検時に行うようにしても良い。
【００２６】
その後のスキャナ装置の稼動時において、即ち被読み取り帳票１２の画像読取時の前に、先ず、灰色基準板１３を画像センサ１５にて読み取り、画像センサ１５を構成するＣＣＤセンサの全ての光電変換出力が上記で求めた値［Ｗ］になるように、利得調整回路１７はパラメータ記憶部２０から得られる［Ｗ］値を基に、増幅回路１６の利得を調整する（図２、図３ステップＳ１１）。この時の増幅回路１６の利得を［Ａ］とする。
【００２７】
次に、増幅回路１６の利得ＲをＲ＝［Ａ×Ｇ／Ｗ］に設定する（図２、図３ステップＳ１２）。その状態で、帳票１２を画像センサ１５によりスキャン読み取りを実行し、増幅回路１６は利得Ｒの値で増幅処理を行う（図２ステップＳ１３）。
【００２８】
上記した本発明の実施形態による自動利得調整により、精度の高い利得調整が行える。
【００２９】
ここで、本発明を使用しない灰色基準板のみで増幅回路の利得調整を行う方式（ここでは一般方式と称す）と、本発明のように白色基準板と灰色基準板を使用して増幅回路の利得調整を行う方式（ここでは本発明方式と称す）とを比較して見る。
【００３０】
一般方式では、帳票１２をスキャン読み取りする際に、まず、灰色基準板を画像センサにて読み取り、画像センサを構成するＣＣＤセンサの光電変換出力が全て同じ値［Ｇ］になるように増幅回路１６の利得を調整する。そして、次に、帳票１２を画像センサ１５によりスキャン読み取りを行い、その光電変換出力を増幅回路１６（上記で求めた利得のままで）によって増幅してＡ／Ｄ変換回路に出力するものである。  これに対し本発明方式では、第１段階として、事前に白色基準板１３を読み取って、画像センサ１５を構成する全てのＣＣＤセンサの光電変換出力が同じ値［Ｗ］となるように増幅回路１６の利得を調整し、この増幅回路１６の利得をそのままにして、次に、灰色基準板１４を読み取って、画像センサ１５を構成する全てのＣＣＤセンサの光電変換出力の値［Ｇ］を測定する。そして、第２段階として、実際の帳票１２の読み取り時前に、灰色基準板１３を読み取って、画像センサ１５を構成する全てのＣＣＤセンサの光電変換出力が第１段階で求めた値［Ｗ］となるように増幅回路１６の利得（値［Ａ］）を求め、実際の帳票１２を読み取り時における利得Ｒ＝Ａ×Ｇ／Ｗを求める構成とした。
【００３１】
これにより、増幅回路１６の利得の調整誤差ｅ＝Ｗ−Ｇがゼロであれば本発明方式であっても、一般方式であってもほぼ同じ画像データが得られる。しかし、実際には光源１１の蛍光灯からは経年変化により、画像センサ１５を構成するＣＣＤセンサに同じ量の光が照射されるものではない。
【００３２】
しかしながら、一般方式では、増幅回路１６は灰色基準板１３をスキャン読み取りした時の光電変換出力のみで利得調整されるため、この光電変換出力の値が例えば光源１１の経年変化による光量劣化等により不適切な値となった場合、直接その値が出力信号に反映されてしまい、文字読み取りに影響が出る。
【００３３】
これに対して、本発明方式では、帳票１２の読み取り時前に（帳票１２の読み取りに際して）求めた増幅回路１６の利得Ｒは、Ａ×Ｇ／Ｗから求めることから、例え灰色基準板１３をスキャン読み取りした時の光電変換出力［Ｇ］が不適切な値となった場合でも、［Ｇ／Ｗ］（≦１）によって極めて小さい影響に抑えることが出来る。したがって、本発明方式では利得を精度よく調整することができる。
【００３４】
尚、上記した実施形態では、パラメータ記憶部２０に、上述で求めた光電変換出力の値［Ｗ］と［Ｇ］を記憶するとしたが（図２ステップＳ２）、これに代わって、目標値［Ｗ］と比率［Ｇ／Ｗ］を記憶するようにしてもよい。また、白色基準板や灰色基準板の光電変換出力は画像センサの全域の平均値、最大値、一部分の平均値などのいずれであってもよい。また、カラースキャナに於いて、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれについて、上記実施形態と同様の作業を実施することにより、色合い（カラーバランス）の制御を行うことができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、灰色基準を用いたスキャナ装置に於いて、光電変換部の増幅回路の利得を精度よく調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に於けるスキャナ装置の主要部の構成を示すブロック図。
【図２】上記実施形態に於ける、出荷前の光電変換出力調整、及び帳票スキャン時の光電変換出力自動利得調整の手順を示すフローチャート。
【図３】上記実施形態の動作説明図。
【符号の説明】
１１…光源
１２…帳票
１３…灰色基準板
１４…白色基準板
１５…画像センサ
１６…増幅回路
１７…利得調整回路
１８…Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路
１９…画像メモリ
２０…パラメータ記憶部
【図１】
0003708888.tif 000002
【図２】
0003708888.tif 000003
【図３】
0003708888.tif 000004