(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿に光を照射する照明手段と、
前記照射された光のうち前記原稿からの反射光を電気信号に光電変換する光電変換部と、
前記光電変換されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、
前記光電変換部の受光量を制御する光電変換部受光量制御手段と、
を有する画像読取装置において、
前記光電変換部受光量制御手段は、
主走査方向に濃度変化のあるラダーパターンで構成され、副走査方向に濃度ステップを持ったグレースケールを読取り、階調ステップ変化量を検出して飽和する読取レベルを測定することにより、光電変換部受光量制御を行なうことを特徴とする、画像読取装置。
【請求項２】
前記光電変換部受光量制御は、画像読取回路飽和特性および回路周波数特性に従って行なうことを特徴とする、請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記光電変換部受光量制御は、前記原稿に照射する原稿照明光量を制御することにより行なうことを特徴とする、請求項１記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記光電変換部受光量制御は、前記光電変換部の蓄積時間を制御することにより行なうことを特徴とする、請求項１記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像読取装置に関するものであり、特に、デジタル複写機等に用いられる画像読取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像読取装置においては、光電変換部の受光量を制御する方法の一例として、予めシステム設計上の最悪条件にて原稿照射光量レベルを規定する方法があった。また、他の例として、回路ゲインを予め基板チェッカ等で測定し、原稿照射光量レベルにフィードバックする方法があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、予めシステム設計上の最悪条件にて規定する方法や従来の光電変換部受光量制御方法では、回路ゲイン等の個体ばらつきがあり、最終ＡＤ出力値はその個体差を含んだ値となっている。このとき、予めシステム設計上の最悪条件にてＡＤ出力規定する方法の場合、いかなる条件においても回路が飽和することはないが、実際には個体差によりかなり余裕があるので、不必要に画質を低下させているという問題があった。
【０００４】
また、基板チェッカにて回路ゲインを測定する方法の場合には、前述の個体差のゲインに関する部分においては改善されているが、依然として各デバイスの入出力飽和レベルのばらつきは考慮されていないままであった。さらに、基板チェッカ等にて回路ゲイン（あるいは入出力飽和レベルも含む）を測定することは効果があるが、組立費の増大や、部品交換時に再測定を行なう必要が生じるという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、上述の問題点を解決し、各デバイス性能に機械ごとの個体差があっても、各デバイス特性を最大限生かした調整を行なうことが可能な、画像読取装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明による画像読取装置は、原稿に光を照射する照明手段と、照射された光のうち原稿からの反射光を電気信号に光電変換する光電変換部と、光電変換されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、光電変換部の受光量を制御する光電変換部受光量制御手段と、を有する画像読取装置において、光電変換部受光量制御手段は、主走査方向に濃度変化のあるラダーパターンで構成され、副走査方向に濃度ステップを持ったグレースケールを読取り、階調ステップ変化量を検出して飽和する読取レベルを測定することにより、光電変換部受光量制御を行なうことを特徴としている。
【０００７】
この発明においては、主走査方向に濃度変化のあるラダーパターンにて構成された副走査方向の濃度ステップを持ったグレーチャートを実機上にて読取ることにより、各デバイスの入出力飽和レベル／回路ゲイン／信号スルーレートの個体差をも考慮した原稿照射光量制御を行なう。そのため、入出力飽和レベル／回路ゲイン／信号スルーレートの各デバイス個体差を考慮した原稿照射光量制御が可能となるので、実機上のデバイス組合せでの特性を最大限利用することができ、同じ条件でも従来より画質を向上させることができる。
【０００８】
請求項２の発明による画像読取装置は、請求項１の発明の構成において、光電変換部受光量制御は、画像読取回路飽和特性および回路周波数特性に従って行なうことを特徴としている。
【０００９】
請求項３の発明による画像読取装置は、請求項１の発明の構成において、光電変換部受光量制御は、原稿に照射する原稿照明光量を制御することにより行なうことを特徴としている。
【００１０】
請求項４の発明による画像読取装置は、請求項１の発明の構成において、光電変換部受光量制御は、光電変換部の蓄積時間を制御することにより行なうことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態の一例を説明する。
【００１２】
図１は、本発明による画像読取装置を用いたデジタルコピー機の一例の構成を示す図である。
【００１３】
図１を参照して、このデジタルコピー機は、上部の画像読取装置１１０と、下部の画像記録装置１２０とから構成され、さらに、画像読取装置１１０は、手置き原稿読取装置１１６と原稿流し撮り装置１１７とから構成されている。
【００１４】
画像読取装置１１０では、縮小光学系を用いて、光源１１１から原稿に光をあて、ミラー１１２とレンズ１１３を介して原稿面からの反射光をライン上のＣＣＤ１１４上に結像させ、光電変換されたアナログ電気信号を得る。ＣＣＤの解像度は、４００ｄｐｉ、最大原稿サイズはＡ３（１ライン約５０００ＤＯＴ）である。
【００１５】
このアナログ電気信号は、画像処理ユニット１１５の中でデジタルデータに変換された後、変倍や画質補正等の画像処理が行なわれ、デジタルデータとして画像読取装置１１０から出力される。
【００１６】
原稿の走査は、ライン上のＣＣＤ１１４の走査方向を主走査方向、これと直角をなす方向を副走査方向と定義すれば、手置き原稿の場合には、主走査方向をＣＣＤ１１４の走査で行ない、副走査方向をミラーの水平方向移動で行なう。一方、原稿流し撮りの場合には、主走査方向をＣＣＤ１１４の走査で行ない、副走査方向を原稿の搬送で行なう。したがって、画像信号は、主走査１ラインごとに順次転送される。
【００１７】
画像記録装置１２０では、画像読取装置１１０から出力されたデジタル画像データをレーザダイオード駆動ユニット１２１でアナログ電気信号に変換し、さらにレーザ発光源１２２で光に変換し、ポリゴンミラー１２３を介して感光体ドラム１２４に結像させる。感光体ドラム１２４上の画像は、画素単位でレーザ発光源１２２に入力する電流を制御することによって、光量を制御してトナー付着量を制御し、電子写真方式によって４００ｄｐｉ、２５６階調の画像に再現される。
【００１８】
図２は、一般的なモードの切替機能を持ったコピー機の一例の動作を示すフローチャートである。
【００１９】
図２を参照して、まず、原稿を原稿台にセットし（Ｓ２１０）、原稿モードを設定する（Ｓ２２０）。具体的には、コピーしたい原稿が写真原稿である場合には「写真モード」に、文章である場合には「文字モード」に、それぞれ設定する。
【００２０】
続いて、コピー枚数を設定する（Ｓ２３０）。なお、用紙、原稿濃度等のその他の条件は、コピー機が自動的に設定するものとし、必要であればマニュアルにて設定する。
【００２１】
設定が終われば、コピースタートキーを押し（Ｓ２４０）、コピーを開始する（Ｓ２５０）。すると、原稿走査系がスタートし（Ｓ２６０）、走査しながら画像データを読取り（Ｓ２７０）、読取った画像データを画像処理回路にて画像処理する（Ｓ２８０）。そして、得られた画像処理データを画像出力装置に送り、プリント出力する（Ｓ２９０）。
【００２２】
図３は、図２に示すメインルーチン中のサブルーチンの１つである原稿モード設定に関する動作を示すフローチャートである。
【００２３】
図３を参照して、まず、パネルの原稿モード切替キーが押されたか否かが判別される（Ｓ２２０１）。
【００２４】
原稿モード切替キーが押された場合には、後述する図５に示すパネル画面が表示されるので、原稿の種類により、「写真」選択キー４０６、または「文字」選択キー４０７のいずれかを押すことにより、原稿モードが設定される（Ｓ２２０２）。
【００２５】
「写真」選択キーが押された場合には、写真モードが選択され（Ｓ２２０３）、回路が写真モードに切替えられる（Ｓ２２０４）。一方、「文字」選択キーが押された場合には、文字モードが選択され（Ｓ２２０５）、回路が文字モードに切替えられる（Ｓ２２０６）。
【００２６】
なお、原稿モード設定後は、図５に示すパルス画面中の「初期画面」キーを押すことにより、初期画面に戻り（Ｓ２２０７）、パネルがリセットされる（Ｓ２２０８）。
【００２７】
図４は、このコピー機において、原稿モードを設定するためのパネル画面を示す図である。
【００２８】
図４を参照して、コピーをとる場合、まず、原稿台に原稿をセットし、パネル上の原稿濃度設定キー４０１、倍率設定キー４０２、原稿サイズ設定キー４０３等を用いて、原稿濃度、倍率、原稿サイズをそれぞれ設定し、原稿の種類に応じて、写真原稿と文字原稿の原稿モードを切替える。原稿モードの切替えは、前述のように、パネルの原稿モード切替キー４０４を押してパネル画面を切替えた後、以下のようにして行なう。
【００２９】
図５は、原稿モードに切替えられたパネル画面を示す図である。
図５を参照して、パネル画面が原稿モードに切替わったところで、原稿の種類により、「写真」選択キー４０６、または「文字」選択キー４０７のいずれかを選び、原稿モードを設定した後に、「初期画面」キー４０８を押すと、図４に示す初期画面に戻る。そして、図示しない１０キーによりコピー枚数を設定した後、コピースタートキー４０５を押すことにより、コピーがスタートする。
【００３０】
図６は、このコピー機の全体制御ブロック図である。
図６を参照して、パネル制御部３２０は、パネル３２１の制御、すなわち前述のパネル表示およびキー入力時のＩ／Ｆを行なう。
【００３１】
ＩＲ走査制御部３３０は、パネル部コピーキーが押されたことを検知して、スキャンモータ３３１を制御し、スキャン動作を開始させる。続いて、原稿をスキャンしながら画像処理制御部３４０の指示により画像を読取り、画像処理回路３４１にて所定の画像処理を施す。画像処理されたデータは、Ｉ／Ｆ部３５０を介して外部機器に出力されるか、もしくは、メモリ部３６１に記憶される。このときの制御は、メモリ制御部３６０にて行なわれる。
【００３２】
一旦メモリに格納された画像データは、エンジン部３７１に送られ、プリンタ制御部３７０の指示に従ってプリントされる。
【００３３】
なお、これら一連の制御は、全体制御部３１０により制御される。
図７は、画像読取装置における画像処理回路の一例を示すブロック図である。
【００３４】
図７を参照して、まず、原稿照射光源からの反射光は、ＣＣＤ６０１に入射し、光電変換され、原稿反射光量に応じた電気信号を出力する。
【００３５】
次に、ＣＤＳ６０２において、ＣＣＤ出力信号のプリチャージ部とデータ部のサンプリングデータとを差分することにより、低周波変動成分のない安定した原稿画像データを出力する。ＣＤＳ６０２により出力された原稿画像データは、信号増幅アンプ回路６０３にて所定のダイナミックレンジに増幅され、ＡＤ変換回路６０４にてデジタルデータに変換される。
【００３６】
デジタルデータに変換された画像データは、シェーディング補正回路６０５にて、予め測定してある原稿照射光源の配向特性およびＣＣＤ画素感度ばらつき等の補正データにより、シェーディング補正が行なわれ、後段の画像処理回路６０６へと伝送される。画像処理回路６０６では、ＭＴＦ（モジュレータトランスファファンクション）補正、エッジ強調、変倍、２値化等の処理が行なわれる。画像処理回路６０６において必要な画像処理が行なわれた画像データは、Ｉ／Ｆ部６０７を介してプリンタ部またはメモリ部へ出力される。
【００３７】
なお、上述した一連の動作のタイミング制御は、タイミングジェネレータ６０８にて行なわれ、また、ＣＰＵ６０９の指示に従って制御される。さらに、ランプインバータ６１２により、原稿照射ランプ６１３が制御され、原稿もしくはグレーチャート６１４に光が照射される。このとき、ランプ調光値は、ＣＰＵ６０９よりランプインバータ６１２に設定される。
【００３８】
また、この例では、タイミングジェネレータ６０８によりＣＣＤ６０１のライン周期を切替えて、ＣＣＤ６０１の蓄積時間を制御することができる。このようにＣＣＤ６０１の蓄積時間を制御することにより、同一光量の光がＣＣＤ６０１面上に入射している場合であっても、光電変換レベルを制御することが可能となる。
【００３９】
なお、図７において、ＲＯＭ６１０にはＣＰＵ制御用ソフトが格納されており、ＲＡＭ６１１はデータ処理時に一時格納するエリアである。
【００４０】
図８は、従来の回路飽和レベル決定の考え方を説明するための図である。
図８を参照して、原稿照射光源７０１より照射された光は、原稿７０２から反射し、光学系を通じてＣＣＤ７０３に入射する。ＣＣＤ７０３では、入射光量に応じて光が電気信号に変換され、出力される。
【００４１】
ＣＣＤ出力信号は、ＣＤＳ７０４にて必要な信号成分のみがサンプリングされ、信号増幅アンプ回路７０５にて所定のダイナミックレンジに増幅され、ＡＤ変換回路７０６にてデジタル信号に変換され、後段の画像処理回路７０７にて所定の画像処理が行なわれる。これは、ＣＤＳ、Ａｍｐ等のアナログ回路では、各デバイスのスルーレートにより波形のなまりが発生し、結果的にゲインが下がり、信号周波数によりゲインが異なることになってしまうということを考慮したものである。
【００４２】
このとき、処理回路内の各々のブロックでの諸特性により、回路全体での飽和レベルが決定される。回路構成要素としては、ＣＣＤ受光感度（Ａ±ａ％）、ＣＣＤ出力飽和電圧（Ｂ±ｂ％）、ＣＤＳ入力飽和電圧（Ｃ±ｃ％）、信号増幅アンプ回路入力飽和電圧（Ｄ±ｄ％）、ＡＤ変換回路入力ダイナミックレンジ（Ｅ±ｅ％）が考えられる。通常、設計上いかなる場合においても飽和しないように各回路構成要素のばらつきの自乗平均を求め、回路の最小（ｍｉｎ）飽和レベルとするのが一般的である。
【００４３】
したがって、図８に示す回路例では、回路トータルでのばらつき値ΔＳは、以下の式（１）で表わされる。
【００４４】
ΔＳ＝√（ａ2 ＋ｂ2 ＋ｃ2 ＋ｄ2 ＋ｅ2 ）…（１）
このとき、システム全体の光量制御として、読取可能原稿濃度（シェーディング板濃度等）を読取ったときに得られる設計中央値に対して、上記式（１）で求めた±ΔＳ分を考慮して最大原稿照射光量を決定する。このようにして、システムを固定してＶmax 〜Ｖmin までのＣＣＤ出力レベル範囲を決定する。
【００４５】
また、光量と画像ノイズとの間には、後述する図２１に示す入射光量と出力信号ノイズとの関係に示すような関係があり、原稿照射光量の平方根に比例した関係となっている。したがって、要求画質と原稿照射光量の関係に十分余裕がある場合には問題ないが、レーザの高画質化指向により要求画質はますます高まる方向にあり、現実にはシステム保証最小（ｍｉｎ）光量と回路飽和レベルとの差は徐々に狭くなってきている。
【００４６】
このような問題の解決策として、原稿照射光量を精度よく制御し、狭い許容レベルにおいても光量を合わせ込む方法が提案されている。
【００４７】
しかしながら、この方法では、熱陰極蛍光灯等の温度変化の大きい光源等の制御は煩雑であり、高度な制御技術が必要であった。また、各回路構成要素のばらつきは主として中央に分布しており、設計上の最小（ｍｉｎ）値近辺にあるものは数％であるにもかかわらず、設計上線引きをしなければならないという問題点があった。
【００４８】
図９は、図８に示す回路飽和レベルの考え方に基づいた、従来の光量制御システムの一例を説明するための図である。
【００４９】
まず、図９（Ｉ）に示すように、予め基板チェッカ等において、基板個別に回路単体でのゲインＧ（増幅率）を測定しておく。具体的には、まず、入力値ＶINの擬似入力信号が、ＣＤＳ８０１に入力され、必要な信号成分がサンプリングされた後、信号増幅アンプ回路８０２にて所定のダイナミックレンジに増幅される。続いて、ＡＤ変換回路８０３にてデジタル信号に変換されて出力される。ＡＤ変換回路から出力される信号の出力値ＶOUT を測定し、出力値ＶOUT ／入力値ＶINを算出することにより、ＣＤＳ８０１〜ＡＤ変換回路８０３間のトータルゲインＧが得られる。
【００５０】
次に、図９（ＩＩ）に示すように、実機もしくはＣＣＤ調整機等の光源８０８により原稿８０９を照射する。原稿からの反射光は、ＣＣＤ８０４で読取り、ＡＤ変換回路８０７から出力を得られる形態にて光学系も含めた読取りを行なう。具体的には、ＣＣＤ８０４、ＣＤＳ８０５、信号増幅アンプ回路８０６およびＡＤ変換回路８０７を介して、ＡＤCCD が出力される。
【００５１】
そして、（Ｉ）で求めた回路固有のトータルゲインＧ（増幅率）から、所定光量を所定の反射率チャート（シェーディング板等）に照射した場合のＣＣＤ出力ＶCCD を、以下の式（２）により算出する。
【００５２】
ＶCCD ＝ＡＤCCD ／Ｇ  …  （２）
ここで求められたＣＣＤ出力ＶCCD が、システム最低光量Ｖmin と回路飽和光量Ｖmax の間に入るように、光量制御を行なう。この方法によれば、図８で示したようにすべて設計値にて光量を制御する方法に比べて、回路ゲインのばらつきは個別にフィードバックできるため、飽和レベル（Ｖmax ）、画質保証レベル（Ｖmin ）ともに許容範囲を広げることが可能となる。
【００５３】
しかしながら、この方法においても、部品設計ばらつきを一律に考慮した考え方であるため、実際の飽和レベルとはかけ離れたレベルで許容範囲を設定していることになる。
【００５４】
図１０は、図８で示した従来の回路飽和レベル決定の考え方に沿ったＣＣＤ受光量決定の考え方を説明するための図である。
【００５５】
まず、図１０（Ａ）は、ＣＣＤ感度ばらつきを表わすグラフである。図１０（Ａ）において、横軸は入射光量を示し、縦軸はＣＣＤ出力を示している。
【００５６】
図１０（Ａ）を参照して、ＣＣＤ出力は、理想的には入射光量に対してリニアに変化する中央の実線で示すグラフのような特性を示すはずである。しかしながら、実際には、ＣＣＤ感度はある一定の範囲でばらつきを持っている。そのため、実際には、破線で示すように感度の大小により同一光量でもＣＣＤ出力は上下にレベルが違ってくることになる。
【００５７】
次に、図１０（Ｂ）は、ＣＣＤ出力飽和レベルを考慮して、ＣＣＤ出力を制限する状態を説明するための図である。
【００５８】
図１０（Ｂ）を参照して、ＣＣＤ出力飽和レベルもデバイス保証上中央値に対してある一定のばらつきを持っているが、いかなる場合においてもＣＣＤ出力が飽和しないように、デバイス保証ｍｉｎ飽和レベルでカットし、それ以上の光量は入射しないように光量制御を行なう。
【００５９】
次に、図１０（Ｃ）は、さらにＣＣＤ出力後段のＣＤＳ回路の入力飽和レベルをも考慮して、ＣＣＤ出力を制限する状態を説明するための図である。
【００６０】
図１０（Ｃ）を参照して、場合によっては、ＣＤＳ入力飽和電圧がＣＣＤ出力電圧よりも小さい場合があり、このときにはさらに光量を抑える制御が必要となる。
【００６１】
図１０（Ｃ′）は、Ａｍｐ入力飽和レベルを示す図である。
図１０（Ｃ′）を参照して、場合によってはさらにＣＤＳ出力信号レベルとＡｍｐ入力飽和レベルを考慮して、光量を制御する必要がある。
【００６２】
図１０（Ｄ）は、図１０（Ｃ）に示すようにＣＣＤ出力を制限したときのｍａｘ入射光量を示す図である。
【００６３】
図１０（Ｄ）を参照して、実際には、さらに高いレベルまで入力可能であるにもかかわらず、図中に示したｍａｘ入射光量で制限が行なわれていることになる。
【００６４】
図１１は、本発明におけるＣＣＤ入射光量決定の考え方を説明するための図である。
【００６５】
まず、図１１（Ａ）は、入射光量とＣＣＤ出力電圧との関係を示すグラフである。図１１（Ａ）において、横軸は入射光量を示し、縦軸はＣＣＤ出力を示している。
【００６６】
図１１（Ａ）を参照して、設計中央値のものは、実線で示すようにリニアに変化する特性を持っている。このとき、ＣＣＤ感度ばらつき、飽和出力レベルのばらつき等があるため、実際の出力は、破線で示すように理想線とは違った傾きを有し、また、ｍｉｎ飽和レベルより大きいＣＣＤ飽和出力実力値にて、ＣＣＤ出力値は飽和する。
【００６７】
次に、図１１（Ｂ）は、ＣＣＤ出力信号を後段のＣＤＳに入力した場合のＣＣＤ入射光量とＣＤＳ出力電圧との関係を示す図である。図１１（Ｂ）において、横軸は入射光量を示し、縦軸はＣＤＳ出力を示している。
【００６８】
ここでは、仮にＣＤＳ入力（出力）飽和レベルがＣＣＤ出力飽和レベルよりも低いと仮定して説明する。なお、ＣＤＳ入力（出力）飽和レベルがＣＣＤ出力飽和レベルより高い場合には、ＣＣＤ出力と同じ出力となる。図１１（Ｂ）を参照して、入射光量が増大すると、ＣＤＳ入力（出力）飽和レベルに達した時点で出力信号が飽和するようになることがわかる。
【００６９】
次に、図１１（Ｃ）は、回路トータルでのｍａｘ入射光量の実力値を示す図である。図１１（Ｃ）において、横軸は入射光量を示し、縦軸はＣＣＤ出力を示している。
【００７０】
図１１（Ｃ）を参照して、回路トータルでの飽和レベルは、ＣＣＤ出力飽和レベル、ＣＤＳ入力（出力）飽和レベルのどちらか低い方で決まることがわかる。また、ＣＣＤ感度、ＣＤＳ等の回路ゲインの実力も加味された判断が可能となる。このとき、各構成要素のばらつき値は、当然設計ばらつき範囲よりも小さくなっている。そのため、図１０で示した設計最小（ｍｉｎ）値でのｍａｘ入射光量よりも大きな光量を入射させることができる。ただし、設計上の最悪ばらつきの組合せのものがきたときにのみ、従来の設計最小（ｍｉｎ）値による光量制御と同じ結果が得られるようになる。
【００７１】
以上のように、本発明によれば、最悪条件以外では、組合された各デバイスの実力値にてその構成条件による最高レベルの光量を得ることが可能となり、画質を向上させることが可能となる。また、設計最悪条件でのシステム最低保証画質を満足することも可能となる。
【００７２】
次に、以上説明してきた本発明の回路飽和レベル決定方法における具体的な読取可能レベル測定方法を説明する。
【００７３】
図１２は、本発明における原稿照射光量制御に用いられるグレースケールの一例を示す図である。
【００７４】
図１２（Ａ）を参照して、このグレースケールは、主走査方向に濃度変化があり、副走査方向にグレーステップ（濃度階調）を持ったラダーグレーチャートである。本発明によれば、このようなグレースケールを読取ることにより、回路飽和レベルを測定する。
【００７５】
図１２（Ａ）に示すように、原稿台（ガラス）の周辺の副走査方向にグレーステップを持ったグレースケールを配置し、スライダを走査させながら読取っていく。
【００７６】
図１２（Ｂ）は、このグレースケールの拡大図である。図１２（Ｂ）を参照して、このグレースケールは、前述のように副走査方向にグレーステップを持ち、主走査方向にラダー状態の濃度変化を持ったチャートとなっている。
【００７７】
なお、ここでは、白地にラダー状のグレーステップを持ったチャートを一例として示しているが、もちろん黒地のものでもよい。
【００７８】
本発明において、このようなチャートを用いる詳細な理由は後述するが、簡単に説明すると、まず、副走査方向にグレーステップを持つ理由は、光源照射光源の配向特性の影響を受けないようにして、配向上同一ポイントでグレースケールを読取るようにするためである。また、主走査方向に濃度変化を持ったラダー状のパターンを用いている理由は、回路スルーレートを考慮した飽和レベルを測定するためである。
【００７９】
なお、本例では、ステップ状に濃度が変化するグレースケールを用いて説明しているが、これは、説明の都合上、濃度変化の粗いグレースケールを例示したものであって、さらに細かいステップを有するものや、無段階に変化するようなグレースケールを用いてもよい。
【００８０】
図１３は、本発明における読取可能レベルの測定方法の一例を説明するための図である。
【００８１】
図１３（Ｉ）は、図１２に示すグレースケールを読取る場合の回路を示すブロック図である。また、図１３（ＩＩ）は、図１２に示すグレースケールを読取った場合の回路上の各ポイントにおける信号出力と原稿反射率との関係を示す図である。
【００８２】
図１３（Ｉ）を参照して、グレースケール１２６０に光源１２５０から光が照射され、グレースケール１２６０からの反射光は、ＣＣＤ１２１０、ＣＤＳ１２２０、アンプ回路１２３０およびＡＤ変換回路１２４０を順に通過して出力される。
【００８３】
次に、図１３（ＩＩ）を参照して、まず、図１３（ＩＩ）（Ａ）は、ラダーグレースケールからの反射光によるＣＣＤ入射光量とチャート反射率との関係を示す図である。
【００８４】
図１３（ＩＩ）（Ａ）を参照して、ＣＣＤ入射光量は、チャート反射率に応じてステップ状に変化していることがわかる。
【００８５】
ここで、グレースケールの反射率とは、図１２に示すラダー状のグレースケールのうち、濃度変化している部分（下地ではない部分）の反射率を示している。
【００８６】
次に、図１３（ＩＩ）（Ｂ）は、図１３（ＩＩ）（Ａ）に示したチャート反射率に応じた光量がＣＣＤに入射した場合のＣＣＤ出力信号を示す図である。▲１▼は図１３（ＩＩ）（Ａ）に示すＣＣＤ入射光量を示し、▲２▼はＣＣＤ出力信号レベルを示している。
【００８７】
図１３（ＩＩ）（Ｂ）を参照して、▲２▼の破線で示すＣＣＤ出力信号レベルを示すグラフは、▲１▼の実線で示すＣＣＤ入射光量を示すグラフに対して、ＣＣＤ感度の影響があるために若干傾きが変化したグラフとなっている。ここでは、仮にＣＣＤ感度が低い場合を例示しているため、▲１▼のグラフより傾きが寝たグラフとなっている。逆に、ＣＣＤ感度が高い場合には、▲２▼のグラフは▲１▼のグラフに対して傾きの立った状態となる。
【００８８】
また、▲２▼のグラフは、ＣＣＤ飽和出力電圧により、あるレベルにて飽和するような出力特性を示している。
【００８９】
次に、図１３（ＩＩ）（Ｃ）は、ＣＣＤ出力信号を後段のＣＤＳ回路に入力した場合の出力信号を示す図である。
【００９０】
図１３（ＩＩ）（Ｃ）を参照して、ＣＤＳ回路でも同様に回路飽和レベルが存在するため、▲２▼の破線で示すＣＣＤ出力信号を示すグラフは、ＣＤＳ飽和レベルで飽和し、▲３▼の実線で示す特性を示して出力される。
【００９１】
次に、図１３（ＩＩ）（Ｄ）は、同様に信号増幅アンプ回路での信号特性について示す図である。
【００９２】
ここでは、アンプ飽和特性はＣＤＳ回路よりよいものとし、そのままＣＤＳ回路出力値が得られるものとして示している。なお、採用するアンプ特性により、ＣＤＳ飽和レベルよりも低いレベルで飽和する場合には、他と同様さらに低いレベルが飽和レベルとなる。
【００９３】
図１３（ＩＩ）（Ｄ）を参照して、回路トータルでの読取可能レベルは、図に示す読取可能レベルであることが測定できる。このダイナミックレンジに配向特性を加味して、ＡＤ変換回路のダイナミックレンジや光源光量レベルにフィードバックすればよいことがわかる。
【００９４】
図１４は、本発明による読取可能レベルの測定方法の他の例を説明するための図である。この例においては、主走査方向にグレーステップを持つようにチャートを配置した場合について説明する。
【００９５】
図１４（Ａ）に示すように、主走査方向にグレーステップを持ったグレーチャートを読取って本発明の回路飽和レベルを測定している。回路飽和レベルを測定する際、光源が蛍光灯の場合には、図１４（Ａ）▲１▼に示すように、中央が凸状の配向特性を示す。一方、光源がハロゲンランプの場合には、図１４（Ａ）▲２▼に示すように、フィラメント形状に応じた配向むらが生じる。
【００９６】
図１４（Ｂ）は、本例で用いたグレースケールのチャート反射率を示す図である。図１４（Ｂ）を参照して、このグレースケールは、ステップ状に変化する反射率を持っている。
【００９７】
図１４（Ｃ）および（Ｄ）は、それぞれ光源として蛍光灯およびハロゲンランプを用いて、グレースケールを読取った場合の、チャート反射光量を示す図である。
【００９８】
図１４（Ｃ）および（Ｄ）を参照して、チャート反射光量は、いずれの場合も光源の配向特性に影響された出力となっている。この場合、データ処理にて配向特性を補正する方法も考えられる。しかしながら、より正確に回路飽和レベルを測定するためには、前述のように副走査方向にグレーステップを持つようにチャートを配置した方が良いことがわかる。
【００９９】
図１５は、図１２に示すラダーグレースケールを実際に読取った場合の主走査方向の読取データを示す図である。
【０１００】
図１５を参照して、それぞれ濃度レベルの違うパッチをＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４ライン読取った場合の回路出力を示している。ここで、グレースケールのない部分は仮に白レベルと仮定して回路出力を示しているが、実際には原稿抑え板等を読取った画像データが出力される。
【０１０１】
ＡからＤに進むに従って、グレースケールの反射率は高くなる方向になるため、読取ったグレーパッチ部分の回路出力は変化している。また、適正な回路スルーレートがあるので、下地の白部分とグレー部分がきれいに分離されて読取られている。後述するが、もし回路スルーレートが所定より遅い場合には、主走査方向の出力変化が追従せずにラダー部が再現できなくなり、正しいグレーチャートの反射率を再現できなくなる。
【０１０２】
図１６は、ラダーグレースケールを読取った場合の回路スルーレートの影響を示す図である。
【０１０３】
以下、図１５のグレースケール部分の所定濃度を主走査方向に読取った場合について説明する。ここでは、１画素ごとにグレースケールのラダー部が繰返された場合について説明するが、本来は、実機要求スペックによりラダー間隔を設定すればよい。
【０１０４】
まず、図１６ａ）は、回路系が理想的な状態であった場合の読取信号の出力を示している。図を参照して、チャートの濃淡に応じて回路遅延なく出力値が変化していることがわかる。この状態で、図中○印で示すように、ＡＤ変換等のデータサンプリングを行なうと、正確にチャート濃度を再現することができる。しかしながら、実際の回路系は所定の回路スルーレートを持っているため、読取出力はａ）に示す理想系とは異なる。
【０１０５】
図１６ｂ）は、ある所定のスルーレート▲１▼を持っている回路系でグレースケールを読取ったときの読取信号の出力を示す図である。
【０１０６】
図１６ｂ）を参照して、グレースケールの濃度変化があった時点で出力は変化し、一定時間経過後に安定している。通常、後段のＡＤ変換等のサンプリングは、この信号安定期間で行なわれる。そのため、読取画像データとしては、正確にチャート濃度を再現することが可能である。
【０１０７】
しかし、本発明のように回路飽和レベルを最大限生かせるように光源光量にフィードバックする場合には、同じ回路スルーレートでも、信号レベルによってサンプリングポイントで出力が違う場合が生じてくる。このような場合を以下に図を用いて説明する。
【０１０８】
図１６ｃ）は、ｂ）と同じ回路スルーレート▲１▼を持っており、信号レベルが２倍の回路系での読取信号の出力を示す図である。図を参照して、回路スルーレートは図１６ｂ）に示す場合と同じであるが、光源光量の増大やＣＣＤ感度の増大により出力信号レベルが大きくなった場合には、図１６ｂ）と同じサンプリングポイントでは信号変化の過渡期であり、正しいチャート濃度を示していない。したがって、読取画像としては、下地／グレーパッチとも、変化の少ない方向に濃度が変化して読取られることとなる。
【０１０９】
また、同じ信号レベルでも、回路スルーレートによってサンプリングポイントで出力が違う場合も生じる。このような場合を以下に図を用いて説明する。
【０１１０】
図１６ｄ）は、ｂ）と同じ信号レベルでｂ）より遅いスルーレート▲２▼を持っている回路系での読取信号の出力を示す図である。図を参照して、信号レベルは、図１６ｂ）に示す場合と同じであるが、回路スルーレートが遅くなった場合には、図１６ｂ）と同じサンプリングポイントでは信号変化の過渡期であり、正しいチャート濃度を示していない。したがって、読取画像としては下地／グレーパッチとも、変化の少ない方向に濃度が変化して読取られることとなる。
【０１１１】
以上より、スルーレートの影響がある場合、すべての領域で正しい原稿チャート反射率を出力しないことがわかる。
【０１１２】
図１７は、ラダーグレースケールによる飽和レベルの検出を説明するための図である。図１７を参照して、図１６で示した画像読取特性を、グレー濃度ステップを変えて説明する。
【０１１３】
図１７（Ａ）は、副走査方向に濃度ステップを持つラダー状のグレースケールを示す図である。また、図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）に示すグレースケールを主走査方向に１〜６ライン読取った場合の信号出力を示す図である。ここでも、説明の都合上、１画素ごとにラダーパターンの濃度が変化しているものとする。
【０１１４】
図１７（Ｂ）を参照して、図中のサンプリングポイントにおいて、１から順次チャート濃度を変化させた場合、信号出力も順次変化していく。したがって、信号レベルは、スケール６の白パターン読取時においても、飽和することなく変化していることがわかる。
【０１１５】
しかしながら、図中の○印で示すサンプリングポイントでは、スケール４までは正常な読取値を出力しているが、スケール５においては、飽和していないにもかかわらず、サンプリングデータとしては正しい値を出力していない。
【０１１６】
図１７（Ｃ）は、チャート反射率とサンプリング出力との関係を示す図である。図を参照して、画像読取値は、理想線に対してあるレベルから飽和したような出力特性となって現われる。
【０１１７】
このような場合、グレースケールとしてべたパッチのチャートを用いて測定していると、回路が飽和していないため、パッチ端のエッジ部分のみ同様な現象が発生し、パッチ中央の濃度変化のない部分においては正しい画像が出力される。
【０１１８】
しかし、その状態で光量調整された後、文字原稿等の高周波成分を含んだ原稿を読んだ場合には、以上説明したようなサンプリングポイントで正しい値に達していない状態に陥り、ＭＴＦ特性が劣化するという問題点が生じる。したがって、グレースケールのラダー間隔は、実機のスペックでどこまでＭＴＦ特性を確保するかによってチャートを決定すればよい。つまり、この主走査方向に濃度変化のあるラダー状のグレースケールを用いることにより、本発明における回路飽和レベル、回路スルーレートの両方を考慮した回路特性を測定することが可能になる。
【０１１９】
以上、図１５〜図１７を用いて、グレースケールがラダーグレースケールであった場合について説明したが、次に、図１８〜図２０を用いて、グレースケールがべたパッチであった場合について説明する。
【０１２０】
図１８は、べたグレースケールを実際に読取った場合の主走査方向の読取データを示す図である。
【０１２１】
図１８を参照して、それぞれ濃度レベルの違うパッチをＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４ライン読取った場合の回路出力を示している。ここで、グレースケールのない部分は、仮に白レベルと仮定して回路出力を示しているが、実際には、原稿抑え板等を読取った画像データが出力される。
【０１２２】
ＡからＤに進むに従って、グレースケールの反射率は高くなる方向になるため、読取ったグレーパッチ部分の回路出力は変化している。
【０１２３】
図１９は、べたグレースケールを読取った場合の回路スルーレートの影響を示す図である。
【０１２４】
以下、図１８のグレースケール部分のある所定濃度を主走査方向に読取った場合について説明する。
【０１２５】
まず、図１９ａ）は、回路系が理想的な状態であった場合の読取信号の出力を示している。図を参照して、グレーパッチ部分は、チャート反射率に応じた画像信号が出力されていることがわかる。この状態で、図中○印で示すようにＡＤ変換等のデータサンプリングを行なうと、正確にチャート濃度を再現することができる。しかしながら、実際の回路系は、所定の回路スルーレートを持っているため、読取出力はａ）に示す理想系とは異なる。
【０１２６】
図１９ｂ）は、ある所定の回路スルーレート▲１▼を持っている回路系でグレースケールを読取ったときの読取信号の出力を示す図である。
【０１２７】
図１９ｂ）を参照して、前述のラダー状のグレーパターンを用いた場合と同様に、正しい画像信号を出力していることがわかる。
【０１２８】
次に、図１９ｃ）は、ｂ）と同じ回路スルーレート▲１▼を持っており、信号レベルが２倍の回路系での読取信号の出力を示す図である。図を参照して、このとき、信号出力は、回路飽和レベルに達していない。そのため、グレーパターンのエッジ部分の画素２および画素８においては、スルーレートの影響により正しい画像信号が出力されていないが、それ以外の中央部分では、回路が飽和していないこともあって正しい画像出力が得られていることがわかる。
【０１２９】
また、図１９ｄ）は、ｂ）と同じ信号レベルでｂ）より遅いスルーレート▲２▼を持っている回路系での読取信号の出力を示す図である。図を参照して、回路スルーレートが遅い場合には、グレーパターンのエッジ部分の画素２および画素８においては正しい画像信号が出力されていないが、それ以外の中央部分では、回路が飽和していないこともあって正しい画像出力が得られていることがわかる。
【０１３０】
以上のように、画素２および画素８においては、スルーレートの影響で正しい原稿チャート反射率を出力していないが、画素３〜画素７においては、スルーレートの影響を受けずに正しい原稿チャート反射率を出力している。
【０１３１】
図２０は、べたグレースケールによる飽和レベルの検出を説明するための図である。
【０１３２】
図２０を参照して、図１９で示した画像読取特性を、グレーレベルを変化させて説明する。
【０１３３】
図２０（Ａ）は、副走査方向にグレーレベルが変化するグレースケールを示す図である。また、図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）に示すグレースケールを主走査方向に１〜６ライン読取った場合の信号出力を示す図である。また、図２０（Ｃ）は、チャート反射率とサンプリング出力との関係を示す図である。
【０１３４】
図２０（Ｂ）および（Ｃ）を参照して、図２０（Ａ）に示すグレーパッチ１〜６を順次読取った場合、チャートのエッジ部分のサンプリングポイントＡにおいては、グレーパッチ１〜４まではチャート反射率に応じて読取信号出力が変化するが、グレーパッチ５および６では正しい出力が得られていないことがわかる。
【０１３５】
一方、サンプリングポイントＢにおいては、グレーパッチ６の白レベルが入力されても回路が飽和レベルに達しないため、回路スルーレートに関係なく正しい画像信号を出力していることがわかる。
【０１３６】
この場合、グレースケールを読取る測定時にはグレーパッチ６まで読取可能であると判断されるが、実際に文字原稿等の高周波成分を持った原稿を読取ったときには、十分な階調が得られないという問題点が発生する。
また、チャートのエッジ部のデータのみで判断することも可能であるが、エッジ検出等を行なわなければならず、またエッジ部は１カ所しかないため精度を上げることが難しいとの問題点もある。
【０１３７】
以上のように、前述した本発明によるラダーグレーチャートを用いて回路特性を測定することにより、より正確に回路特性を把握することが可能となる。
【０１３８】
図２１は、入射光量と出力信号との関係を示す図である。
図２１を参照して、入射光量に比例して信号出力は大きくなるが、ノイズ成分は√２に比例して大きくなるので、入射光量が大きくなる程Ｓ／Ｎ比は高くなることがわかる。
【０１３９】
次に、光源配向特性ピーク位置とグレースケール測定ポイントとの違いにより生じるダイナミックレンジの差を補正する方法を、以下に説明する。
【０１４０】
図２２は、ダイナミックレンジの決定方法を説明するための図である。
たとえば、光源として配向変化の大きい蛍光灯を用いた場合、グレースケールは配向だれの大きい周辺部分に配置する必要がある。この位置で得られた回路飽和特性に合せてランプ光量を設定すると、配向ピークである原稿ガラス中央付近ではさらに光量が多いため、せっかくフィードバックしたにもかからわず、回路が飽和するという問題が生じる。
【０１４１】
したがって、予めシェーディング板等を読込み、主走査方向の配向特性を把握しておき、グレースケールサンプリング位置での光量と配向ピーク位置での光量の差分Ｌをフィードバックして光量設定することが必要である。
【０１４２】
図２３は、電源投入時の動作シーケンスの一例を示すフローチャートである。図２３を参照して、まず電源スイッチがＯＮされると（Ｓ２２０１）、所定の初期動作を行ない、制御シーケンスが安定した時点で、スライダをシェーディング板位置に移動させる（Ｓ２２０２）。次に、読取回路系の黒レベル補償のためにクランプ調整を行なう（Ｓ２２０３）。
【０１４３】
その後、回路ゲインを１倍に設定し（Ｓ２２０４）、不必要に回路が飽和しないような設定とする。これらの準備が完了した時点で、ランプ調光値を最大（ｍａｘ）値に設定し、点灯する（Ｓ２２０５）。
【０１４４】
次に、ランプ光量が安定するまである所定時間待機した後、スライダの走査を開始し（Ｓ２２０７）、グレースケールを読取り（Ｓ２２０８）、停止位置まで走査したらスライダを停止させる（Ｓ２２０９）。
【０１４５】
次に、読取ったグレースケールデータから読取回路系の飽和レベルを算出し（Ｓ２２１０）、その飽和レベルから最大ランプ調光値を算出し（Ｓ２２０６）、光源に設定する（Ｓ２２１１）。
【０１４６】
次いで、スライダをシェーディング板の位置に移動させ（Ｓ２２１２）、回路飽和レベルを考慮した最適ランプ光量にてゲイン調整を行ない（Ｓ２２１３）、ランプ配向補正およびＣＣＤ画像感度誤差を補正するためのシェーディング補正データを測定する（Ｓ２２１４）。
【０１４７】
次に、コピーキーが押されているか否かが判別される（Ｓ２２１５）。コピーキーが押されている場合には、前述した図２に示すメインルーチンへと進む。一方、コピーキーが押されていない場合には、待機する。
【０１４８】
図２４は、図２３に示す電源投入動作シーケンス中のサブルーチンの１つである、回路飽和レベル算出の処理動作を示すフローチャートである。
【０１４９】
図２４を参照して、まず、副走査方向のライン数ｎをリセットし（Ｓ２３００）、グレースケール位置である「ｐライン」〜「ｑライン」位置までのデータのみ処理を行なうため、ｎがｐ〜ｑの範囲内か否かが判別される（Ｓ２３０１）。ｎがｐ〜ｑの範囲内にある場合には、各々のラインにおいて「ｋ〜ｍ番目」の画素データを読出す（Ｓ２３０２）。
【０１５０】
次に、同様にグレースケールの主走査方向の中央付近「ｋ画素」〜「ｍ画素」についてグレーレベルを検出するため、注目画素ｔがｋ〜ｍの範囲内にあるかどうかが判別される（Ｓ２３０３）。
【０１５１】
ｔがｋ〜ｍの範囲内にある場合には、注目するｔ番目の画素の画像データＤt が予め決められたしきい値レベルＬより大きいか否かが判別される（Ｓ２３０４）。これによって、グレーラダーチャートの下地部分とグレー部分の判別が行なわれる。画像データＤt がしきい値Ｌ以下、すなわちグレーパッチ部分のデータであると判別された場合には、そのデータをメモリに格納する（Ｓ２３０５）。一方、画像データＤt がしきい値Ｌより大きい、すなわち下地部分であると判断された場合には、データをメモリに格納しないで、画素ナンバー「ｔ」をインクリメントする（Ｓ２３０６）。
【０１５２】
このような処理を、グレースケール測定範囲ｍまで繰返す。
注目画素ｔ＞ｍとなって処理が終了した時点で、メモリされたデータを平均し（Ｓ２３０７）、その平均値をｎライン目のグレーレベル値Ｄn とする（Ｓ２３０８）。そして、次のラインについての同様の処理を行なうため、ライン数ｎをインクリメントし（Ｓ２３０９）、副走査方向のｐ〜ｑの範囲内にあるか否かが判別される（Ｓ２３０１）。ｎがｐ〜ｑの範囲外になった時点で、Ｄn の変化より階調ステップの中央値を算出する（Ｓ２３１０）。なお、この処理の詳細は後述する。
【０１５３】
次に、算出された各読取グレーステップのデータより、ステップごとの階調変化量「Ｄsu」を算出するため、データナンバー「ｕ」をクリアする（Ｓ２３１１）。次いで、各ステップ間の変化量を、以下の式（３）に基づき算出する（Ｓ２３１２）。
【０１５４】
Ｄsu＝Ｄstep（ｕ）−Ｄstep（ｕ＋１）  …  （３）
次に、階調変化が正しく出ているか否かの判断基準Ｄthを、以下の式（４）に基づき算出する（Ｓ２３１３）。
【０１５５】
【数１】
0003757595.tif 000002
【０１５６】
次に、階調変化量Ｄsuが、Ｄth−α〜Ｄth＋αの範囲内にあるか否かが判別される（Ｓ２３１４）。
【０１５７】
このしきい値Ｄth−α〜Ｄth＋αの範囲内にステップ濃度差Ｄsuが入っている場合には、正しい階調変化が読取られ、回路は飽和していないと判断される（Ｓ２３１５）。一方、ステップ濃度差Ｄsuがしきい値Ｄth−α〜Ｄth＋αの範囲内に入っていない場合には、回路が飽和しているかもしくは他のエラー要因があるとして、回路が飽和したと判断される（Ｓ２３１６）。
【０１５８】
ここでは、このしきい値Ｄthは、順次注目ステップより前のステップ変化量を平均することで決定しており、ＣＣＤ感度、回路ゲイン等の誤差により、読取時の各ステップ濃度変化にばらつきが生じた場合にも、これらの誤差要因を考慮した値に設定することができる。しかし、予めこれらの誤差要因を考慮したしきい値を設定することができれば、事前に用意したしきい値での判定を行なってもよい。
【０１５９】
次に、注目ステップ数ｕをインクリメントし（Ｓ２３１８）、この処理を順次繰返した後、回路が飽和した時点、もしくは、ｕ＞Ｕとなってグレースケールの階調ステップすべてにおいて回路が飽和しないと判断された場合には、リターンする。
【０１６０】
図２５は、図２４に示す回路飽和レベル算出処理シーケンス中のサブルーチンの１つである、読取ったグレースケールの階調ステップの中央値を算出するシーケンスを示すフローチャートである。
【０１６１】
図２５を参照して、まずエッジを検出した場合にナンバリングするための「ｇ」をクリアする（Ｓ２４０１）。
【０１６２】
次に、読取ったグレースケールのラインナンバー「ｚ」を２に設定する（Ｓ２４０２）。次に、ｚがグレースケールの終端「ｑ」以下であるか否かが判別され（Ｓ２４０３）、ｚ≦ｑである場合には、順次注目ラインのグレー濃度「Ｄz 」と２ライン手前のもの「Ｄz-2 」との差を算出し、予め決められたしきい値Ｚ以上であるか否かが判別される（Ｓ２４０４）。
【０１６３】
Ｄz −Ｄz-2 ≧Ｚである場合には、エッジ部であると判断され（Ｓ２４０５）、一方、Ｄz −Ｄz-2 ＜Ｚである場合には、階調変化がないとして非エッジ部であると判断される（Ｓ２４０６）。
【０１６４】
エッジ部であると判断された場合には、そのときのラインナンバー「ｚ」をｅｇとして記憶した後（Ｓ２４０７）、エッジナンバー「ｇ」をインクリメントする（Ｓ２４０８）。そして、次の注目ラインについても同様の処理を行なうため、ラインナンバー「ｚ」をインクリメントする（Ｓ２４０９）。この一連の動作をグレースケールの終端「ｑ」まで繰返す。ｚ＞ｑとなった時点で、以上の処理を終了し、各階調ステップごとの平均データを求める処理に移行する。
【０１６５】
まず、ステップナンバー「ｗ」をクリアし（Ｓ２４１０）、前述の処理で求めたエッジ間のデータ「ｓｔｅｐ（ｗ）」を平均することにより、階調ステップの濃度値とする（Ｓ２４１１）。
【０１６６】
次に、ｗがｇ以下であるか否かが判別される（Ｓ２４１２）。上記の処理は、エッジが終了するまで繰返され、ｗ＞ｇとなった場合には、エッジ終了時にリターンする。一方、ｗ≦ｇである場合には、「ｗ」をインクリメントする（Ｓ２４１３）。
【０１６７】
次に、グレースケール読取時の下地とグレーパッチの分離について説明する。
図２６は、グレースケール読取値の抽出を示す図である。
【０１６８】
本発明における測定用グレースケールは、前述のように主走査方向に濃度変化のあるラダーパターン状になっている。そのため、グレーパターンの読取データをそのまま平均してしまうと、グレーパッチの部分と下地の部分の両方を平均してしまうため、正しいグレーレベルを検出することができない。
【０１６９】
また、ピーク値のみを検出してそのグレーパッチの読取レベルとしてもよいが、より精度を向上させるためにいくつかのデータを平均する方法は、よく行なわれる手法である。しかし、単純に平均化すると、前述のような不具合が発生する。そのため、図２６に示すように、予め決められたしきい値Ｌにて各画素の読取データを切り分け、しきい値Ｌ以下のものはグレーパッチ読取データと判断する。
【０１７０】
図２６を参照して、たとえば、ｔ画素の読取データＤt は、しきい値Ｌよりも小さい。したがって、下地レベルではなく、グレーパッチの読取データであると判断される。ただし、ここで説明したグレースケールは、下地を白レベルとしているため、このような判定でよいが、仮に下地が黒レベルであった場合には、逆の判定をする必要がある。
【０１７１】
図２７は、図２５で説明した階調ステップのエッジ検出方法を説明するための図である。
【０１７２】
図２６で説明したように、グレーパッチ部分のみのデータをラインごとに平均した値を、横軸に副走査ライン数、縦軸に信号出力のグラフに順次プロットしていくと、図２７に示すような形になる。
【０１７３】
このとき、グレースケールのパッチ反射率は、順次ステップ状に変化しているため、図のようにステップ状に変化するようなグラフとなる。
【０１７４】
そこで、注目点「ｚ」について考えてみると、注目点「ｚ」の読取信号「Ｄz 」と注目点「ｚ」より２ライン手前の「ｚ−２」の読取データ「Ｄz-2 」との差が、予め決められたしきい値Ｚより大きい場合には、２点間の読取データに段差があり、そこはグレーステップのエッジ部分だと判断される。
【０１７５】
このエッジ部分以外では、画像ノイズ等による読取ばらつきはあるが、正しく読込まれていれば概ね同じ値になるので、その差はしきい値Ｚ以下になる。この場合には、エッジ部分とは判断せずに、同じグレーパッチが連続しているものとする。
【０１７６】
ここで、注目点とその２ライン手前のデータとを比較しているのは、以下の理由による。すなわち、エッジ部分の濃度変化部分では、チャート製作上あるいは光学系等の影響もあり、理想的な変化が得られない。そのため、隣り合うラインデータを比較すると、変化が少なく、しきい値Ｚに対して十分余裕がない可能性がある。したがって、注目点とその２ライン手前のデータとを比較することにより、若干の余裕を持たせているのである。
【０１７７】
以上より、上記要因等の影響度合いにより、比較ポイントを決定することが好ましい。
【０１７８】
以上の方法で階調エッジ部分を検出した後、エッジポイント間の平坦部のデータを平均することにより、そのグレーパッチの平均読取値を求めることが可能となる。
【０１７９】
次に、以上説明してきた各グレーパッチの平均信号出力値から、回路飽和レベルを検出する方法を説明する。
【０１８０】
図２８は、階調ステップ変化の判定を説明するための図である。
図２８を参照して、グラフは、横軸にグレーステップ、縦軸に信号出力値をとって、図２７の方法にて求めた各グレーパッチの平均出力をプロットしたものである。
【０１８１】
各ステップ間の信号変化量は、その差分を求めることにより、「Ｄs1」〜「Ｄs5」がそれぞれ求められる。
【０１８２】
「Ｄs1」を基準にして、「Ｄs2」〜「ＤS5」について、以下の範囲内であるか否かの判定を行ない、それぞれ範囲内であれば回路は飽和していないと判断する。
【０１８３】
Ｄs2：「Ｄs1±α」の範囲内か？
Ｄs3：「Ｄs1とＤs2との平均値±α」の範囲内か？
Ｄs4：「Ｄs1とＤs2とＤs3の平均値±α」の範囲内か？
Ｄs5：「Ｄs1とＤs2とＤs3とＤs4との平均値±α」の範囲内か？
図２８を参照して、ステップ６においては若干飽和気味であるため、Ｄs5は他のＤs1〜Ｄs4に比べて変化が小さくなっていることがわかる。
【０１８４】
したがって、上記判定を行なえば、「Ｄs5」のみＮＧとなるため、ここで回路飽和が始まったと判断できる。
【０１８５】
以上説明した判定方法では、基準となるしきい値を、注目ステップより信号出力レベルの低いステップの変化量の平均としている。これは、しきい値をシステム固定で一律に設定すると、ＣＣＤ感度、回路ゲインばらつき等により、ステップ間の信号変化量に差が生じ、必ずしも正しい判定ができなくなるおそれが生じるからである。
【０１８６】
また、注目ステップよりも信号出力の小さなステップを基準とするのは、回路系に予期せぬトラブルがない限り、黒側の数ステップのパッチは、十分読取ることができる濃度に設定しているためである。
【０１８７】
図２９は、本発明の測定用グレーチャートの読取上の位置関係を示す図である。
【０１８８】
図２９を参照して、測定用グレーチャートは、原稿台読取部に対して副走査方向にグレーステップを持つような配置にし、原稿基準位置の反対側に位置している。
【０１８９】
このことから、主走査方向のグレースケール読取位置は、「ｋ画素」〜「ｍ画素」であり、副走査方向の読取位置は「ｐライン」〜「ｑライン」となる。
【０１９０】
図３０は、電源投入時の動作シーケンスの他の例を示すフローチャートである。
【０１９１】
前述の図２３においては、回路飽和レベルに合せて、原稿照射光量を制御するフローを示したが、この図３０では、回路飽和レベルに合せて、ＣＣＤ蓄積時間を制御する第２の実施例のフローチャートを示す。
【０１９２】
図３０を参照して、まず、電源スイッチがＯＮされると（Ｓ２９０１）、所定の初期動作を行ない、制御シーケンスが安定した時点で、スライダをシェーディング板位置に移動させる（Ｓ２９０２）。次に、読取回路系の黒レベル補償のためにクランプ調整を行なう（Ｓ２９０３）。
【０１９３】
その後、回路ゲインを１倍に設定し（Ｓ２９０４）、不必要に回路が飽和しないような設定とする。これらの準備が完了した時点で、ランプ調光値を最大（ｍａｘ）値に設定し、点灯する（Ｓ２９０５）。
【０１９４】
次に、ランプ光量が安定するまで、ある所定時間待機した後、スライダの走査を開始し（Ｓ２９０７）、グレースケールを読取り（Ｓ２９０８）、停止位置まで走査したらスライダを停止させる（Ｓ２９０９）。
【０１９５】
次に、読取ったグレースケールデータから読取回路系の飽和レベルを算出し（Ｓ２９１０）、その飽和レベルからＣＣＤ蓄積時間を算出し（Ｓ２９０６）、タイミングジェネレータに設定する（Ｓ２９１１）。
【０１９６】
続いて、スライダをシェーディング板の位置に移動させ（Ｓ２９１２）、回路飽和レベルを考慮した最適アンプ光量にてゲイン調整を行ない（Ｓ２９１３）、ランプ配向補正およびＣＣＤ画像感度誤差を補正するためにシェーディング補正データを測定する（Ｓ２９１４）。
【０１９７】
次に、コピーキーが押されているか否かが判別される（Ｓ２９１５）。
コピーキーが押されている場合には、前述した図２に示すメインルーチンへと進む。一方、コピーキーが押されていない場合には、待機する。
【０１９８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、実機上のデバイス組合せでの特性を最大限利用することにより、画質向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像読取装置を用いたデジタルコピー機の一例の構成を示す図である。
【図２】一般的なモードの切替機能を持ったコピー機の一例の動作を示すフローチャートである。
【図３】図２に示すメインルーチン中のサブルーチンの１つである原稿モード設定に関する動作を示すフローチャートである。
【図４】コピー機において原稿モードを設定するためのパネル画面を示す図である。
【図５】原稿モードに切替えられたパネル画面を示す図である。
【図６】コピー機の全体制御ブロック図である。
【図７】画像読取装置における画像処理回路の一例を示すブロック図である。
【図８】従来の回路飽和レベル決定の考え方を説明するための図である。
【図９】図８に示す回路飽和レベルの考え方に基づいた、従来の光量制御システムの一例を説明するための図である。
【図１０】図８で示した従来の回路飽和レベル決定の考え方に沿ったＣＣＤ受光量決定の考え方を説明するための図である。
【図１１】本発明におけるＣＣＤ入射光量決定の考え方を説明するための図である。
【図１２】本発明における原稿照射光量制御に用いられるグレースケールの一例を示す図である。
【図１３】本発明における読取可能レベルの測定方法の一例を説明するための図である。
【図１４】本発明による読取可能レベルの測定方法の他の例を説明するための図である。
【図１５】図１２に示すラダーグレースケールを実際に読取った場合の主走査方向の読取データを示す図である。
【図１６】ラダーグレースケールを読取った場合の回路スルーレートの影響を示す図である。
【図１７】ラダーグレースケールによる飽和レベルの検出を説明するための図である。
【図１８】べたグレースケールを実際に読取った場合の主走査方向の読取データを示す図である。
【図１９】べたグレースケールを読取った場合の回路スルーレートの影響を示す図である。
【図２０】べたグレースケールによる飽和レベルの検出を説明するための図である。
【図２１】入射光量と出力信号との関係を示す図である。
【図２２】ダイナミックレンジの決定方法を説明するための図である。
【図２３】電源投入時の動作シーケンスの一例を示すフローチャートである。
【図２４】図２３に示す電源投入動作シーケンス中のサブルーチンの１つである、回路飽和レベル算出の処理動作を示すフローチャートである。
【図２５】図２４に示す回路飽和レベル算出処理シーケンス中のサブルーチンの１つである、読取ったグレースケールの階調ステップ中央値を算出するシーケンスを示すフローチャートである。
【図２６】グレースケール読取値の抽出を示す図である。
【図２７】図２５で説明した階調ステップのエッジ検出方法を説明するための図である。
【図２８】階調ステップ変化の判定を説明するための図である。
【図２９】本発明の測定用グレーチャートの読取上の位置関係を示す図である。
【図３０】電源投入時の動作シーケンスの他の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
６０１、７０３、８０４、１２１０  ＣＣＤ
６０２、７０４、８０１、８０５、１２２０  ＣＤＳ
６０３、７０５、８０２、８０６、１２３０  信号増幅アンプ回路
６０４、７０６、８０３、８０７、１２４０  ＡＤ変換回路
６０５  シェーディング補正回路
６０６、７０７  画像処理回路
６０８  タイミングジェネレータ
６０９  ＣＰＵ
６１２  ランプインバータ
６１３  原稿照射ランプ
６１４  原稿、グレーチャート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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