(57)【要約】【課題】画像入力装置が、中間調のリニアリティ補正を行うためには、中間調の画像を読み取る必要がある。画像入力装置に中間調を読み取る方法は、従来から提案されているが、提案されている方法を採用すると、画像入力装置のコストが高くなったり、サイズが大きくなったり、また複雑な制御が必要であるという問題がある。【解決手段】本発明の画像入力装置は、中間調を含む複数階調の領域からなる濃度基準板を光電変換手段に読み取らせる。この濃度基準板は、原稿の読み取りの邪魔とならないように原稿台の端部に固定されている。濃度基準板は、複数の中間調の領域があるため、従来のように濃度基準板を回転させなくても、上記光電変換手段は、固定された濃度基準板全体を読み取るだけで、中間調の画像を読み取ることができる。【選択図】図１
2005020244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準色が表された濃度基準板にて反射した反射光を受光した光電変換手段が出力する電圧値に基づいて、上記光電変換手段が得た画像データに対してリニアリティ補正を行う画像入力装置において、
上記濃度基準板は、中間調を含む複数階調で区分けされた領域からり、固定されたことを特徴とする画像入力装置。
【請求項２】
上記濃度基準板は、原稿台の主走査方向の端部に配置され、上記区分けされた領域は、副走査方向に配列されたことを特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。
【請求項３】
上記光電変換手段の一部の画素と他の画素に対応した上記濃度基準板を別個に設けたことを特徴とする請求項２に記載の画像入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スキャナ、複写機、複合機等の画像入力装置のリニアリティ補正に関する。
【０００２】
【従来の技術】
白色や黒色だけでなく中間調を読み取ったときのイメージセンサが出力する電圧値を用いてリニアリティ補正を行う画像読み取り装置が特開平９−２９８６３号公報や、特開平１０−４２１１１号公報に記載されている。
【０００３】
特開平９−２９８６３号公報に記載された画像読み取り装置は、傾斜自在な白基準板を用いて、白色、黒色、中間調をイメージセンサに読み取らせる。白色の画像を読み取らせる場合、白基準板にて反射した光全部がイメージセンサに入射する向きに白基準板を傾ける。中間調の画像を読み取らせる場合、白色の画像を読み取らせる場合よりもイメージセンサに入射する光が少なくなる向きに白基準板を傾ける。これにより、イメージセンサに入射する光量が、イメージセンサが中間調の画像を読み取っているときと同等になる。また、黒色の画像を読み取らせる場合、白基準板を照明するランプを消灯させる。
【０００４】
特開平１０−４２１１１号公報に記載された画像読み取り装置は、白色、黒色、中間調の面から構成された回転可能な多面体を用いて、各階調をイメージセンサに読み取らせる。白色、黒色、中間調をイメージセンサに読み取らせる場合、多面体を回転させて、それぞれの階調の面をイメージセンサと対向する位置に移動させて、それぞれの面にて反射した光をイメージセンサに入射させる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２９８６３号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平１０−４２１１１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特開平９−２９８６３号公報及び特開平１０−４２１１１号公報に記載された画像読み取り装置は、白基準板や多面体を回転させるための機構やモータ等を備えるため、画像読み取り装置のコストが高くなり画像読み取り装置が大型となるという問題があった。
【０００８】
さらに、特開平９−２９８６３号公報に記載された画像読み取り装置では、レイアウト等の制約により、傾ける量に限度がある。そのため、イメージセンサに読み取らせることができる中間調の種類も限られてしまう。
【０００９】
また、特開平１０−４２１１１号公報に記載の画像読み取り装置においては、多面体を回転させるときに、この多面体と多面体を照明するランプとの衝突を防ぐため、多面体を回転させる直前にランプを多面体と衝突しない位置に退避させている。従って、多面体の回転や、退避のためのランプの移動の制御が正確に行われないと、リニアリティ補正が正確に行われない。
【００１０】
そこで、本発明は、製造コスト及びサイズの大型化を抑えると共に、複雑な制御を行わなくても多種類の中間調をイメージセンサに読み取らせることでリニアリティ補正を正確に行う画像入力装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決しようとする手段】
本発明の画像入力装置は、濃度基準板を固定して設けており、その濃度基準板は、中間調を含む複数階調で区分けされた領域を有する。その濃度基準板を用いて、白色、黒色、複数の中間調を光電変換手段に読み取らせる。光電変換手段は、濃度基準板全体を読み取ることで多数の階調を読み取ることができる。
【００１２】
この濃度基準板を照射するためのランプは、原稿台に載置された原稿を照射するランプを用いることができる。原稿を照射するランプで濃度基準板を照射する場合、上記濃度基準板は、原稿の照射の邪魔とならない原稿台の端部等に固定することが好ましい。
【００１３】
以上のように固定された濃度基準板を読み取るだけで、光電変換手段は中間調を含む複数階調を読み取ることができるので、濃度基準板を回転させる制御や、ランプの退避の制御等の必要がない。よって、これらの制御の不正確さによるリニアリティ補正の精度の低下が発生することはない。
【００１４】
また、濃度基準板を回転させる必要がないので、従来の画像読み取り装置のように回転のための機構やモータを必要としない分、本発明の画像入力装置の製造コストは低く、サイズも小さくすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、本発明の画像入力装置１００の原稿台１０５は、白基準板１０１、黒基準板１０２、濃度基準板１０３、１０４が配置されている。白基準板１０１と黒基準板１０２は、原稿台１０５の主走査方向に長い形状となっており、両基準板１０１、１０２は、互いに隣合って原稿台１０５の副走査方向の一端に配置されている。濃度基準板１０３、１０４は、副走査方向に長い形状となっており、原稿台１０５の主走査方向の両端に配置されている。
【００１６】
濃度基準板１０３、１０４は、図２に示すように複数の中間調と白色と黒色の領域Ａ〜領域Ｈが長辺方向に並んでいる。本実施の形態における濃度基準板１０４、１０５は、図２に示すように、一端から他端に向かって階調が段階的に変化しているが、本発明の画像入力装置１００に適用される濃度基準板は、複数の中間調の領域が一定方向に並んでいればよく、各中間調の領域の配列はどのようなものであってもよい。
【００１７】
上記白基準板１０１と黒基準板１０２は、シェーディング補正に用いられ、上記濃度基準板１０３、１０４は、画像信号の濃度のリニアリティ補正に用いられる。これらの補正のため、例えばプラテンカバー１０６が閉じられると、上記白基準板１０１、黒基準板１０２及び上記濃度基準板１０３、１０４を照射する。ここでは、図３に示すように、本実施の形態の画像入力装置１００に備えられた画像処理手段３０１が、図４に示す光源ユニット４０１で原稿台１０５をその下方から照射する。
【００１８】
上記光源ユニット４０１は、原稿台１０５を照射するランプ４０２を備える。ランプ４０２は、細長い形状となっており、その長手方向を、主走査方向に向けて配置されている。このランプ４０２の長手方向の長さは、ランプ４０２が原稿台１０５の主走査方向全体を照射することができる長さである。
【００１９】
上記光源ユニット４０１は、副走査方向に移動自在となっている。本実施の形態では、上記画像処理手段３０１は、プラテンカバー１０６が閉じられると、光源ユニット４０１を副走査方向に移動させて、上記黒基準板１０２、白基準板１０１、濃度基準板１０３、１０４の順番でこれらの基準板を照射する。
【００２０】
各基準板からの反射光は、光源ユニット４０１を構成するミラー４０３等によって光電変換手段３０２が備える複数の受光部３０３に導かれる。図１に示すように、上記受光部３０３は、複数の画素３０３ａ、３０３ｂ・・・から構成され、各画素３０３ａ、３０３ｂ・・・は主走査方向に並んで配置されている。
【００２１】
本実施の形態では、光電変換手段３０２は、光電変換するチップ３０４、３０５を２つ内蔵している。原稿台１０５の図１における左側ａに配置された画素３０３ａ、３０３ｂ・・・に受光された光は、チップ３０４にて光電変換が行われる。また、原稿台１０５の図１における右側ｂに配置された画素３０３ａ、３０３ｂ・・・に受光された光は、チップ３０５にて光電変換が行われる。
【００２２】
上記チップ３０４、３０５の光電変換の際の変換率を正常な値にそろえることは製造上困難であるため、通常、変換率は正常な変換率に対して多少のばらつきがある。そのため、黒基準板１０２を照射した光がチップ３０４、３０５に入力されても、それぞれのチップ３０４、３０５から異なる電圧値が出力される。
【００２３】
それぞれのチップ３０４、３０５から出力された電圧値は、可変利得増幅器３０６、３０７に入力されて、各可変利得増幅器３０６、３０７に予め設定された標準増幅率で増幅されて増幅電圧値となる。上記標準増幅率は、上記チップ３０４、３０５として用いられるチップの変換率が正常である場合の増幅率である。それぞれの増幅電圧値は、アナログ／デジタル変換器（以下、「Ａ／Ｄ変換器」という）３０８、３０９にてアナログ／デジタル変換されて、上記画像処理手段３０１に入力される。
【００２４】
光源ユニット４０１にて黒基準板１０２の次に照射される白基準板１０１を照射した光は、黒基準板１０２を照射した光と同様に、上記増幅電圧値となって上記画像処理手段３０１に入力される。
【００２５】
上記画像処理手段３０１に入力される黒基準板１０２に対応する増幅電圧値が、黒色より若干明るい階調に対応する値であったり、白基準板１０１に対応する増幅電圧値が、白色より若干暗い階調に対応する値であったりする場合がある。
【００２６】
このように黒基準板１０２又は白基準板１０１を照射することによって得られた増幅電圧値が、黒色又は白色に対応する値を取るように、上記画像処理手段３０１は、上記可変利得増幅器３０６、３０７の増幅率を変更する。
【００２７】
例えば図５に示すように、上記チップ３０４が出力する黒基準板１０２に対応する電圧値をＢｌ´、白基準板１０１に対応する電圧値をＷｈ´とする。また、上記可変利得増幅器３０６が出力する黒基準板１０２に対応する増幅電圧値をＢｌ、白基準板１０１に対応する増幅電圧値をＷｈとする。上記画像処理手段３０１は、黒基準板１０２に対応する増幅電圧値Ｂｌが増幅電圧値の最小値ｍｉｎとなり、白基準板１０１に対応する増幅電圧値Ｗｈが増幅電圧値の最大値ｍａｘとなると共に、増幅電圧値がチップ３０４の出力する電圧値に比例するように上記可変利得増幅器３０６の増幅率を設定する。
【００２８】
これにより、チップ３０４、３０５の変換率に関係なく、黒色の画像を照射した光がチップ３０４、３０５に入力された場合の増幅電圧値は常に最小値ｍｉｎとなり、白色の画像を照射した光がチップ３０４、３０５に入力された場合の増幅電圧値は常に最大値ｍａｘとなる。
【００２９】
しかし、図６に示すように、チップ３０４、３０５に入力される光量とチップ３０４、３０５が出力する電圧値の関係は、通常比例せず、またチップ３０４、３０５によって異なる。そのため、ある中間調を照射した光がチップ３０４、３０５に入力された場合、それぞれのチップ３０４、３０５から出力される電圧値が異なる。それぞれの電圧値が異なるために、増幅された増幅電圧値も異なってしまう。
【００３０】
この増幅電圧値を同じにするために、上記画像処理手段３０１は、チップ３０４、３０５に入力される光量とチップ３０４、３０５が出力する電圧値の関係を調べる。光量と電圧値に関係を調べるために、上記画像処理手段３０１は、濃度基準板１０３、１０４の各領域Ａ〜Ｈを照射して得られた増幅電圧値を用いる。
【００３１】
濃度基準板１０３、１０４を照射した光は、黒基準板１０２を照射した光と同様に、チップ３０４、３０５にて電圧値に変換される。この値は、上記可変利得増幅器３０６、３０７の増幅率の補正がされてからのものである。上記可変利得増幅器３０６、３０７は、増幅して生成した増幅電圧値を、Ａ／Ｄ変換手段３０８、３０９を介して上記画像処理手段３０１に出力する。
【００３２】
なお、上記濃度基準板１０３、１０４は、原稿の主走査方向の両端に配置されているので、上記光源ユニット４０１は、濃度基準板１０３、１０４を照射する際には、濃度基準板１０３、１０４の間の原稿台１０５中央部も照射する。原稿台１０５中央部を照射した光は、プラテンカバー１０６の原稿台１０５と接する面を照射する。プラテンカバー１０６を照射した光は、チップ３０４、３０５に入力される光量と、チップ３０４、３０５が出力する電圧値の関係を調べるためには不要である。そのため、上記画像処理手段３０１は、入力された増幅電圧値のうち原稿台１０５中央部を照射した光に対応する増幅電圧値を破棄する。
【００３３】
上記画像処理手段３０１は、領域Ａ〜Ｈに対応する階調の標準電圧値ＥＳを用いて、領域Ａ〜Ｈを照射した光が入力された場合のチップ３０４が出力する電圧値を調べる。上記標準電圧値ＥＳは、原稿台１０５に載置された所定の階調の原稿を光源ユニット４０１が照射した場合、原稿を照射した光が、白から黒までの全階調における変換率が正常であるチップに入力されたときに、このチップが出力する電圧値を上記標準増幅率で増幅した値である。本実施の形態の画像入力装置１００は、画像入力装置１００が備える記憶手段３１０に、光源ユニット４０１が各領域Ａ〜Ｈを照射した場合に上記画像処理手段３０１に入力される標準電圧値ＥＳを記憶している。
【００３４】
上記画像処理手段３０１は、上記記憶手段３１０から各領域Ａ〜Ｈに対応する標準電圧値ＥＳを取得すると、取得した領域Ａ〜Ｈの増幅電圧値と、各領域Ａ〜Ｈに対応する標準電圧値ＥＳを領域Ａ〜Ｈの増幅電圧値で除した補正係数を記憶する。
【００３５】
上記画像処理手段３０１は、全領域Ａ〜Ｈの補正係数を記憶すると、各領域Ａ〜Ｈに対応する増幅電圧値と補正係数から、図７に示すように白から黒の間の中間調における補正係数の近似曲線αを求める。上記画像処理手段３０１は、この近似曲線αをＡ／Ｄ変換器３０８に対応付けて記憶する。
【００３６】
Ａ／Ｄ変換器３０８から入力された各領域Ａ〜Ｈの増幅電圧値と標準電圧値ＥＳを用いて近似曲線αを求めたように、上記画像処理手段３０１は、Ａ／Ｄ変換器３０９から入力される各領域Ａ〜Ｈの増幅電圧値と上記標準電圧値ＥＳを用いて近似曲線βを求め、この近似曲線βをＡ／Ｄ変換器３０９に対応付けて記憶する。
【００３７】
ここでは、２つのＡ／Ｄ変換器３０８、３０９に対応する近似曲線α、βを記憶してから、上記画像処理手段３０１は、原稿の印刷要求を受付が可能になる。印刷要求の受付可能とすると、上記画像処理手段３０１は、例えば画像入力装置１００に備えられた操作キーの操作を可能とする。
【００３８】
ユーザは、操作キーの操作が可能となると、操作キーを操作して、原稿の読み取りを画像入力装置１００に指示することができる。原稿の読み取りが指示されると、画像処理手段３０１は、上記光源ユニット４０１を用いて原稿台１０５全体を照射する。
【００３９】
上記では近似曲線α、βを求めることについて説明するために、原稿台１０５に原稿が載置されていない場合について説明したが、プラテンカバー１０６を閉じる前に、ユーザが原稿台１０５の中央部に原稿を載置していた場合でも同様にリニアティ補正を行うことができる。例えば、原稿の読み取り指示によって、光源ユニット４０１は、原稿台１０５に載置された原稿と、白基準板１０１、黒基準板１０２、濃度基準板１０３、１０４を照射する。
【００４０】
原稿と各基準板を照射した光は、チップ３０４、３０５により電圧値に変換されて、上記可変利得増幅器３０６、３０７に入力される。
【００４１】
上記可変利得増幅器３０６、３０７は、入力された電圧値を上記のように変更された増幅率で増幅して増幅電圧値を生成する。このように、変更後の増幅率を用いて増幅を行うことで、上記可変利得増幅器３０６、３０７にて、入力された電圧値に対してシェーディング補正が施されることになる。
【００４２】
上記可変利得増幅器３０６、３０７は、生成した増幅電圧値を上記Ａ／Ｄ変換器３０８、３０９を介して上記画像処理手段３０１に入力する。上記画像処理手段３０１は、入力された増幅電圧値から各基準板を照射した光に対応する増幅電圧値を除いた増幅電圧値、即ち原稿を照射した光に対応する増幅電圧値に対してリニアリティ補正を施す。
【００４３】
リニアリティ補正するために、先ず、上記画像処理手段３０１は、上記Ａ／Ｄ変換器３０８から入力された各増幅電圧値に対する補正係数を上記近似曲線αから求め、上記Ａ／Ｄ変換器３０９から入力された各増幅電圧値に対する補正係数を上記近似曲線βから求める。補正係数を求めると、上記画像処理手段３０１は、各増幅電圧値に補正係数を乗じる。このように補正係数を乗じることでリニアリティ補正が行われる。
【００４４】
リニアリティ補正が行われることで、チップ３０４、３０５の変換率に関係なく、また、どのような階調の原稿を照射した光がチップ３０４、３０５に入力された場合であっても、増幅電圧値は照射した原稿の階調に対応する標準電圧値となる。
【００４５】
上記画像処理手段３０１は、リニアリティ補正した後の増幅電圧値を原稿の画像データとしてハードディスクや、メモリ等の記憶媒体に記憶する。
【００４６】
従って、増幅電圧値がリニアリティ補正されるので、記憶される画像データの階調を示す値がチップ３０４、３０５の変換率に依存しない。
【００４７】
また、本実施の形態は、濃度基準板１０３、１０４の各領域Ａ〜Ｈが長手方向に並ぶように濃度基準板１０３、１０４が原稿台１０５に配置されている。これは、本実施の形態では、細長いランプ４０２の長手方向を主走査方向に向けて配置されているので、ランプ４０２が点灯しているときの原稿台１０５の主走査方向の照度分布は、図８に示すように中央部から端部に向かって低くなるからである。
【００４８】
例えば、白基準板１０１、黒基準板１０２と同様、各領域Ａ〜ｈが主走査方向に並ぶように濃度基準板１０３、１０４を載置した場合、ランプ４０２が点灯したときの各領域Ａ〜Ｈの照度が異なる。照度が異なると、各階調の画像が照射された場合のチップ３０４、３０５が出力する電圧値を調べる際に、各領域Ａ〜Ｈの照度が異なることを考慮しなければならない。
【００４９】
よって、本実施の形態のように各領域Ａ〜ｈが副走査方向に並ぶように濃度基準板１０３、１０４を配置して、各領域Ａ〜Ｈの照度を同じにすることで、照度が異なることを考慮しなくて済むという利点がある。
【００５０】
図１のように、上記白基準板１０１、黒基準板１０２、濃度基準板１０３、１０４の各基準板を原稿台１０５の縁部に配置した場合、各基準板が配置されていない原稿台１０５中央部に原稿を載置すると、光源ユニット４０１にて上記各基準板と原稿の照射を同時に行うことができる。
【００５１】
従って、１回の原稿台の照射で各基準板と原稿の読み取りを行う場合、増幅率の変更と近似曲線α、βが求められるまで、原稿を照射した光が変換されることで生成された電圧値を画像入力装置１００が備えるバッファ等に格納しておく。増幅率の変更と近似曲線α、βが求められると、上記可変利得増幅器３０６、３０７は、バッファに格納された電圧値を増幅して増幅電圧値を生成する。上記画像処理手段３０１は、生成された増幅電圧値に補正係数を乗じた値を記憶する。
【００５２】
本発明の画像入力装置は、このように原稿台１０５の照射を１回だけで、原稿のリニアリティ補正を行うこともできる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の画像入力装置は、濃度基準板を回転させなくても、上記光電変換手段に複数階調の領域を読み取らせることができる。従って、濃度基準板の回転の制御や、ランプの退避の制御等をする必要がない。よって、本発明の画像入力装置は、これらの制御の不正確さによるリニアリティ補正の精度の低下が発生することがない。
【００５４】
また、濃度基準板を回転させる必要がないので、従来の画像読み取り装置のように回転のための機構やモータを必要としない分、本発明の画像入力装置の製造コストは低く、サイズも小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像入力装置の全体図である。
【図２】濃度基準板の模式図である。
【図３】画像入力装置の機能ブロック図。
【図４】原稿台の下方に設けられた光源ユニットの概略図である。
【図５】可変利得増幅器の増幅率の変更を示した図である。
【図６】チップに入力された光量とチップから出力される電圧値を示した図である。
【図７】補正曲線を示した図である。
【図８】原稿台における主走査方向の照度分布を示した図である。
【符号の説明】
１００  画像入力装置
１０１  白基準板
１０２  黒基準板
１０３、１０４  濃度基準板
１０５  原稿台
３０１  画像処理部
３０２  光電変換手段
３０３  受光部
３０４、３０５  チップ
３０６、３０７  可変利得増幅器
３０８、３０９  Ａ／Ｄ変換器
４０１  光源ユニット
【図１】
2005020244.tif 000003
【図２】
2005020244.tif 000004
【図３】
2005020244.tif 000005
【図４】
2005020244.tif 000006
【図５】
2005020244.tif 000007
【図６】
2005020244.tif 000008
【図７】
2005020244.tif 000009
【図８】
2005020244.tif 000010