JP2000316068A - Method for measuring linearity of image pickup device and image reader - Google Patents
Method for measuring linearity of image pickup device and image readerInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、撮像装置の線形性
測定方法および線形性測定手段を備える画像読み取り装
置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring linearity of an image pickup apparatus and an image reading apparatus provided with linearity measuring means.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、直線的に並べた多数の撮像素
子を有するＣＣＤなどを用いた光センサを搭載したキャ
リッジを、撮像素子の配列方向に垂直かつ原稿面に対し
て平行に移動させ、原稿の画像を読み取る画像読み取り
装置が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, a carriage equipped with an optical sensor using a CCD or the like having a large number of image sensors arranged linearly has been moved perpendicularly to the arrangement direction of the image sensors and parallel to the document surface. 2. Description of the Related Art An image reading device that reads an image of a document is known.
【０００３】例えば、フラットベッド型の画像読み取り
装置の場合、箱型の筐体の上面に原稿を置くためのガラ
ス等の透明板からなる原稿台が設けられており、筐体の
内部には、駆動装置により原稿台に平行に移動するキャ
リッジが設けられている。このキャリッジには、光源と
上記の光センサとが搭載されている。光源の照射光は、
原稿台上の原稿表面で反射され、集光レンズにより撮像
装置の光センサに集光されるようになっている。[0003] For example, in the case of a flat bed type image reading apparatus, a platen made of a transparent plate such as glass for placing a document is provided on the upper surface of a box-shaped casing. A carriage that is moved by a driving device in parallel with the document table is provided. The carriage is equipped with a light source and the above-described optical sensor. The irradiation light of the light source is
The light is reflected on the surface of the document on the platen, and is condensed on the optical sensor of the imaging device by the condenser lens.
【０００４】上記のような画像読み取り装置では、白基
準を読み取った時に光センサからの出力電圧が最大とな
る。最大出力電圧が大きいほど出力電圧の範囲が広く、
Ｓ／Ｎ比が大きくなるため読み取った画像の画質が向上
する。In the above-described image reading apparatus, the output voltage from the optical sensor becomes maximum when reading the white reference. The larger the maximum output voltage, the wider the output voltage range,
Since the S / N ratio is increased, the quality of the read image is improved.
【０００５】光センサへの光の入力に対する出力電圧の
大きさは、図８に示すようにある領域ではほぼ線形に応
答するが、入力光量が大きくなりすぎると電荷が飽和し
て線形性が失われる。画像読み取り装置として原稿の階
調を正しく読み取るためには、光センサの出力電圧が線
形に応答する範囲内で使用する必要がある。The magnitude of the output voltage with respect to the light input to the optical sensor responds almost linearly in a certain region as shown in FIG. 8, but if the input light quantity becomes too large, the charge is saturated and the linearity is lost. Will be In order to correctly read the gradation of the document as an image reading device, it is necessary to use the photo sensor within a range in which the output voltage of the optical sensor responds linearly.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の画像読み取り装置の製造時には、光センサ
の個体間のばらつきを考慮して、ある程度のマージンを
とって光センサを使用するように設計されている。その
ため、線形に応答する領域の大きい光センサであって
も、線形に応答する領域の小さい光センサと同じ範囲で
しか使用されず、光センサの能力を十分に生かした使い
方がされていないという問題があった。However, at the time of manufacturing the above-described conventional image reading apparatus, the optical sensor is designed to have a certain margin in consideration of the variation among the optical sensors. Have been. Therefore, even if the optical sensor has a large area that responds linearly, it is used only in the same range as the optical sensor that has a small area that responds linearly, and it is not used in a way that makes full use of the capabilities of the optical sensor. was there.
【０００７】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものであり、撮像装置からの出力が線形性を有する
最大限の範囲で、撮像装置を使用するための測定方法お
よびその線形性測定手段を備える画像読み取り装置を提
供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and a measurement method for using an image pickup device in the maximum range where the output from the image pickup device has linearity, and a measurement of the linearity thereof. It is an object of the present invention to provide an image reading apparatus provided with the means.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
撮像装置の線形性測定方法または請求項４記載の画像読
み取り装置によれば、撮像装置は入力光量に対して出力
値がほぼ線形に応答する領域を有し、入力光量を段階的
に増大させ、各入力光量において出力値が線形に応答し
ているか否かを判定し、出力値が線形に応答する最大値
を決定する。そして、その最大値が白基準を読み取った
ときの出力値と等しくなるように制御する。そのため、
線形に応答する範囲にばらつきがある撮像装置の入出力
の線形性を保ちつつ、出力値の範囲を最大とすることが
できる。そのため、読み取った画像データのＳ／Ｎ比が
大きくなり読み取り画質が向上する。According to the linearity measuring method of the image pickup apparatus of the present invention or the image reading apparatus of the present invention, the output value of the image pickup apparatus is substantially linear with respect to the input light amount. The input light quantity is increased stepwise, it is determined whether or not the output value responds linearly at each input light quantity, and the maximum value at which the output value responds linearly is determined. Then, control is performed so that the maximum value is equal to the output value when the white reference is read. for that reason,
It is possible to maximize the range of output values while maintaining the input / output linearity of the imaging device in which the range of linear response varies. Therefore, the S / N ratio of the read image data is increased, and the read image quality is improved.
【０００９】本発明の請求項２記載の撮像装置の線形性
測定方法または請求項５記載の画像読み取り装置によれ
ば、入力光量は、撮像装置の蓄積時間により変化させ
る。蓄積時間は、撮像装置からの信号掃きだしの間隔
や、電子シャッタの開期間の長さを制御することによ
り、変更することができる。According to the method for measuring linearity of an image pickup apparatus according to the second aspect of the present invention or the image reading apparatus according to the fifth aspect, the amount of input light is changed by the accumulation time of the image pickup apparatus. The accumulation time can be changed by controlling the interval between signal sweeps from the imaging device and the length of the open period of the electronic shutter.
【００１０】本発明の請求項３記載の撮像装置の線形性
測定方法または請求項６記載の画像読み取り装置によれ
ば、入力光量は、光源の点灯時間により変化させる。[0010] According to the linearity measuring method of the image pickup apparatus according to the third aspect of the present invention or the image reading apparatus according to the sixth aspect, the input light amount is changed by the lighting time of the light source.
【００１１】本発明の請求項７記載の画像読み取り装置
によれば、撮像装置は、複数の撮像素子を直線状に配列
した撮像素子列を複数の色のそれぞれに対応して備える
ため、原稿をカラーで読み取ることができる。According to the image reading apparatus of the present invention, since the image pickup apparatus includes an image pickup element array in which a plurality of image pickup elements are linearly arranged corresponding to each of a plurality of colors, a document can be read. Can be read in color.
【００１２】 〔発明の詳細な説明〕以下、本発明の複数の実施例を図
面に基づいて詳細に説明する。 （第１実施例）本発明の第１実施例のフラットベッド型
の画像読み取り装置の概略構造を図２に示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 2 shows a schematic structure of a flat bed type image reading apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【００１３】箱型の筐体２の上面に、ガラス等の透明板
からなる原稿台１が設けられている。筐体２の内部に
は、図示しない駆動装置により原稿台１に平行に移動す
るキャリッジ３が設けられ、このキャリッジ３に光源４
と光センサ５とが搭載されている。光源４の照射光は原
稿台１上の原稿８表面で反射され、集光レンズ７により
光センサ５に集光されるようになっている。光センサ５
には、例えばＣＣＤ等の電荷蓄積型光センサが多数並べ
られたラインセンサが使用される。原稿台１の上方に
は、写真フィルム等の透過原稿を読み取る場合のため
に、キャリッジ３の移動に伴って移動する第２の光源６
が設けられている。原稿台１の原稿面側には、白基準と
して、高反射率均一反射面をもつ白基準板９が設けられ
ている。光源４、６としては、希ガス冷陰極管などの白
色光源が用いられる。An original table 1 made of a transparent plate such as glass is provided on an upper surface of a box-shaped housing 2. A carriage 3 that is moved in parallel with the document table 1 by a driving device (not shown) is provided inside the housing 2.
And an optical sensor 5. The irradiation light of the light source 4 is reflected on the surface of the original 8 on the original table 1 and is condensed on the optical sensor 5 by the condenser lens 7. Optical sensor 5
For example, a line sensor in which a large number of charge accumulation type optical sensors such as CCDs are arranged is used. Above the document table 1, a second light source 6 that moves with the carriage 3 for reading a transparent document such as a photographic film.
Is provided. On the document surface side of the document table 1, a white reference plate 9 having a high reflectance uniform reflection surface is provided as a white reference. As the light sources 4 and 6, a white light source such as a rare gas cold cathode tube is used.
【００１４】上記のように構成された画像読み取り装置
の信号処理装置の構成を表すブロック図を図３に示す。
光センサ５に蓄積された信号は、増幅器１１を介してＡ
／Ｄ変換部１２へ送られ、アナログ信号からデジタル信
号に変換される。変換されたデジタル信号はデジタル補
正部１３で、シェーディング補正、ガンマ補正、色補
正、エッジ強調及び領域拡大／縮小等の諸変換が行われ
る。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the signal processing device of the image reading apparatus configured as described above.
The signal stored in the optical sensor 5 is supplied to A
The signal is sent to the / D converter 12 and is converted from an analog signal to a digital signal. The converted digital signal is subjected to various conversions such as shading correction, gamma correction, color correction, edge enhancement, and area enlargement / reduction in the digital correction unit 13.
【００１５】制御部１４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ
等からなるマイクロコンピュータにより構成され、画像
読み取り装置全体の制御を行い、インターフェイス１５
を介して外部の画像処理装置、例えばパーソナルコンピ
ュータに接続される。The control unit 14 includes a CPU, a RAM, and a ROM.
, And controls the entire image reading apparatus.
Is connected to an external image processing apparatus, for example, a personal computer.
【００１６】カラー画像を読み取る場合、光センサ５は
図４に示すように赤（Ｒ：ＲＥＤ）、緑（Ｇ：ＧＲＥＥ
Ｎ）及び青（Ｂ：ＢＬＵＥ）のチャンネルを持つ。各チ
ャンネルは、受光ダイオード、転送ゲート、ＣＣＤアナ
ログシフトレジスタ（以下ＣＣＤと記す。）、電荷電圧
変換部、等から成る。Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色のフィルタを
もつ受光ダイオード列５１、５２、５３に蓄積された電
荷は、転送ゲート５７に加えられるシフトパルスで各色
毎にＲ−ＣＣＤ５４、Ｇ−ＣＣＤ５５及びＢ−ＣＣＤ５
６へ転送される。従って、シフトパルス間隔ＴＳＨを変
更することにより、各色の受光ダイオード５１、５２、
５３に電荷を蓄積する時間を変更することができる。各
色の受光ダイオード５１、５２、５３の電荷蓄積時間は
共通であり、任意に変更することができる。受光ダイオ
ードからＣＣＤへの電荷の転送は、全画素について同時
に行われる。When reading a color image, the optical sensor 5 is red (R: RED) and green (G: GREE) as shown in FIG.
N) and blue (B: BLUE) channels. Each channel includes a light receiving diode, a transfer gate, a CCD analog shift register (hereinafter referred to as CCD), a charge-voltage converter, and the like. The electric charges accumulated in the light receiving diode arrays 51, 52, 53 having filters of three primary colors of R, G, B are supplied to the R-CCD 54, G-CCD 55 and B-CCD 5 for each color by a shift pulse applied to the transfer gate 57.
6 is transferred. Therefore, by changing the shift pulse interval T SH , the light receiving diodes 51, 52,
The time for accumulating the electric charges in 53 can be changed. The charge accumulation time of the light receiving diodes 51, 52, 53 of each color is common and can be arbitrarily changed. The transfer of the charge from the light receiving diode to the CCD is performed simultaneously for all the pixels.
【００１７】ＣＣＤ５４、５５、５６に転送された各色
の電荷は、ここには図示しない転送クロックにより順
次、電荷電圧変換部５８、５９、６０に転送され、電圧
に変換される。この電圧出力はそれぞれＲ−増幅器１１
１、Ｇ−増幅器１１２、Ｂ−増幅器１１３へ送られ増幅
される。シフトパルス間隔すなわち受光ダイオードの電
荷蓄積時間は制御部１４に組み込まれたコンピュータプ
ログラムによって制御することができる。The charges of each color transferred to the CCDs 54, 55, 56 are sequentially transferred to charge-voltage converters 58, 59, 60 by a transfer clock (not shown) and converted into voltages. This voltage output is connected to the R-amplifier 11
1, sent to the G-amplifier 112 and the B-amplifier 113 to be amplified. The shift pulse interval, that is, the charge accumulation time of the light receiving diode can be controlled by a computer program incorporated in the control unit 14.
【００１８】第１実施例の画像読み取り装置では、電源
投入時に光センサの出力の線形性を測定するために以下
のような手順でシフトパルス間隔の調整を行う。線形性
の測定は、制御部１４内に組み込まれたコンピュータプ
ログラムが実行されることによって行われる。図１は第
１実施例により線形性を測定する手順を示すフローチャ
ートである。In the image reading apparatus of the first embodiment, the shift pulse interval is adjusted in the following procedure in order to measure the linearity of the output of the optical sensor when the power is turned on. The linearity is measured by executing a computer program incorporated in the control unit 14. FIG. 1 is a flowchart showing a procedure for measuring linearity according to the first embodiment.
【００１９】まず、ステップ１０１では光源を点灯せず
にＲ−受光ダイオード５１、Ｇ−受光ダイオード５２及
びＢ−受光ダイオード５３でシフトパルス間隔ＴＳＨ＝
Ｔ０として読み取りを行う。Ｔ０に等しい蓄積時間が経
過すると、各チャンネルの受光ダイオード５１、５２、
５３の素子に蓄積された電荷はそれぞれＣＣＤ５４、５
５、５６へ転送され、電荷電圧変換部５８、５９、６０
で電圧に変換される。電荷電圧変換部からの出力のうち
各チャンネルの１ラインのデータの最大値をＶｒ０、Ｖ
ｇ０、Ｖｂ０とする。Ｖｒ０、Ｖｇ０、Ｖｂ０に１ライ
ンのデータの平均値を用いることや、受光ダイオードの
特定の素子、例えば中央の素子からの出力を用いること
もできる。電荷電圧変換部からの出力はそれぞれのチャ
ンネルの増幅器１１１、１１２、１１３へ送られる。First, in step 101, the light source is not turned on, and the shift pulse interval T SH = T at the R-light receiving diode 51, G-light receiving diode 52, and B-light receiving diode 53.
To read as T 0. When equal accumulation time T 0 has elapsed, the light receiving diodes 51 and 52 for each channel,
The electric charges accumulated in the element 53 are CCD 54, 5
5, and transferred to the charge-voltage converters 58, 59, and 60.
Is converted to voltage. The maximum value of the data of one line of each channel among the outputs from the charge-voltage converter is Vr0, Vr0
g0 and Vb0. An average value of data of one line can be used for Vr0, Vg0, and Vb0, or an output from a specific element of the light receiving diode, for example, an element at the center can be used. The output from the charge-voltage converter is sent to the amplifiers 111, 112, and 113 of each channel.
【００２０】次にステップＳ１０２では、キャリッジ３
を白基準読み取り位置に移動させて光源４を点灯させ、
白基準としての白基準板９からの反射光を上記と同様の
行程で読み取る。このときの電荷電圧変換部からの出力
のうち各チャンネルの１ラインのデータの最大値をＶｒ
１、Ｖｇ１、Ｖｂ１とする。ここで、ステップＳ１０
１、Ｓ１０２におけるシフトパルス間隔Ｔ０は、光セン
サ５からの出力が線形性を保っていることが十分に保証
される短い時間に設定する。そして、線形性を判断する
ための基準となる係数を、Ｒ、Ｇ、Ｂの各チャンネルに
ついて、以下の式で算出する。 Ｋｒ１＝（Ｖｒ１−Ｖｒ０）／Ｔ０ Ｋｇ１＝（Ｖｇ１−Ｖｇ０）／Ｔ０ Ｋｂ１＝（Ｖｂ１−Ｖｂ０）／Ｔ０ Next, in step S102, the carriage 3
To the white reference reading position to turn on the light source 4,
The reflected light from the white reference plate 9 as the white reference is read in the same process as described above. The maximum value of the data of one line of each channel among the outputs from the charge-voltage converter at this time is Vr
1, Vg1 and Vb1. Here, step S10
1, the shift pulse interval T 0 in S102, it is set to a short time which is sufficiently guaranteed that the output from the optical sensor 5 is kept linearity. Then, a coefficient serving as a reference for determining the linearity is calculated for each of the R, G, and B channels by the following equation. Kr1 = (Vr1-Vr0) / T 0 Kg1 = (Vg1-Vg0) / T 0 Kb1 = (Vb1-Vb0) / T 0
【００２１】ステップ１０３では、図５に示すようにシ
フトパルス間隔ＴＳＨを所定値だけ増加させる。ステッ
プＳ１０４では、ステップＳ１０２と同様にＲ、Ｇ、Ｂ
の各チャンネルで白基準板９からの反射光を読み取り、
その出力をＶｒ、Ｖｇ、Ｖｂとする。In step 103, as shown in FIG. 5, the shift pulse interval T SH is increased by a predetermined value. In step S104, R, G, B as in step S102.
The reflected light from the white reference plate 9 is read by each channel of
The outputs are Vr, Vg, and Vb.
【００２２】ステップＳ１０５では、シフトパルス間隔
ＴＳＨのときの光センサ５の線形性を判定するための係
数をＲ、Ｇ、Ｂの各チャンネルについて以下の式で算出
する。 Ｋｒ＝（Ｖｒ−Ｖｒ０）／ＴＳＨ Ｋｇ＝（Ｖｇ−Ｖｇ０）／ＴＳＨ Ｋｂ＝（Ｖｂ−Ｖｂ０）／ＴＳＨ In step S105, coefficients for determining the linearity of the optical sensor 5 at the shift pulse interval T SH are calculated for the R, G, and B channels by the following equations. Kr = (Vr−Vr0) / T SH Kg = (Vg−Vg0) / T SH Kb = (Vb−Vb0) / T SH
【００２３】ステップＳ１０６では、線形に応答してい
るか否かを判断する。本実施例においては、Ｋｒ１とＫ
ｒ、Ｋｇ１とＫｇまたはＫｂ１とＫｂの差が、所定の範
囲内、例えば±２％以内であれば、等しいと判定する。
Ｋｒ１とＫｒ、Ｋｇ１とＫｇあるいはＫｂ１とＫｂのう
ち、いずれか１つでも異なっている場合には、出力が線
形に応答していないと判断し、直近のステップＳ１０３
で増加させる前のシフトパルス間隔ＴＳＨをＴＸとして
記憶し、シフトパルス間隔ＴＸのときの出力電圧Ｖｒ、
Ｖｇ、Ｖｂを各チャンネルの最大出力電圧Ｖｒｘ、Ｖｇ
ｘ、Ｖｂｘと決定し、ステップＳ１０７へ進む。Ｋｒ１
とＫｒ、Ｋｇ１とＫｇおよびＫｂ１とＫｂの全てが同じ
と判断された場合は、ステップＳ１０３へ進み、再びＴ
ＳＨを所定値だけ増加させる。以上の行程により、光セ
ンサ５の全チャンネルからの出力が、線形に応答すると
きの最大出力電圧が決定される。In step S106, it is determined whether the response is linear. In the present embodiment, Kr1 and Kr
If the difference between r, Kg1 and Kg or Kb1 and Kb is within a predetermined range, for example, within ± 2%, it is determined that they are equal.
If any one of Kr1 and Kr, Kg1 and Kg, or Kb1 and Kb is different, it is determined that the output does not respond linearly, and the latest step S103 is performed.
In a shift pulse interval T SH before increasing stored as T X, the output voltage Vr when the shift pulse interval T X,
Vg and Vb are the maximum output voltages Vrx and Vg of each channel.
x and Vbx, and the process proceeds to step S107. Kr1
If it is determined that Kg and Kr, Kg1 and Kg, and Kb1 and Kb are all the same, the process proceeds to step S103, where T
SH is increased by a predetermined value. Through the above steps, the maximum output voltage when the outputs from all the channels of the optical sensor 5 respond linearly is determined.
【００２４】次に、上記のように構成された画像読み取
り装置の動作を説明する。使用者は、この画像読み取り
装置のインターフェイス１５に図示しないパーソナルコ
ンピュータを接続し、原稿台１に原稿８を置いて、パー
ソナルコンピュータから原稿の読み取り範囲や読み取り
解像度を指定して読み取りの実行を指令する。Next, the operation of the image reading apparatus configured as described above will be described. A user connects a personal computer (not shown) to the interface 15 of the image reading apparatus, places the document 8 on the document table 1, and instructs the reading of the document and the reading resolution from the personal computer to execute reading. .
【００２５】読み取り開始前には、光センサ５の素子毎
の感度のばらつきや光源４の主走査方向の光量のばらつ
きを補正するシェーディング補正のための白基準データ
を記憶するために、光センサ５の各素子で白基準板９を
読み取る。このとき、シフトパルス間隔ＴＸで、ステッ
プＳ１０２と同様の手順により白基準板９を読み取る。
上記ステップＳ１０６で最初に線形性が失われたチャン
ネルの出力が、同じチャンネルのＶｒｘ、Ｖｇｘまたは
Ｖｂｘと等しい（例えば差が±２％以内）場合は、以後
の行程でも同じシフトパルス間隔を用いて画像読み取り
を行う。出力がＶｒｘ、Ｖｇｘ、Ｖｂｘより大きいまた
は小さい場合は、その差に応じてフィードバック制御に
よりシフトパルス間隔を増減し、白基準板９を読み取っ
た時の出力電圧が線形性を測定した時の最大電圧に等し
くなるまで繰り返す。これにより、光センサ５を、入出
力が線形に応答する最大の範囲で使用することができ
る。Prior to the start of reading, the optical sensor 5 is used to store white reference data for shading correction for correcting variations in the sensitivity of each element of the optical sensor 5 and variations in the light amount of the light source 4 in the main scanning direction. The white reference plate 9 is read by each element. In this case, the shift pulse interval T X, reads the white reference plate 9 by the same procedure as step S102.
If the output of the channel whose linearity is first lost in step S106 is equal to Vrx, Vgx or Vbx of the same channel (for example, the difference is within ± 2%), the same shift pulse interval is used in the subsequent steps. Perform image reading. When the output is larger or smaller than Vrx, Vgx, Vbx, the shift pulse interval is increased or decreased by feedback control according to the difference, and the output voltage when reading the white reference plate 9 is the maximum voltage when the linearity is measured. Repeat until is equal to Thus, the optical sensor 5 can be used in the maximum range where the input and output respond linearly.
【００２６】白基準の設定が完了すると、制御部１４は
光源４を点灯させ、キャリッジ３を原稿面に平行かつ受
光ダイオードの素子配列方向に対して垂直に、所定の速
度で移動させる。これにより、各読み取りライン位置に
おいて、原稿８の反射率に比例した量の電荷（信号電
荷）が光センサ５に蓄積される。光センサ５に蓄積され
た電荷は所定時間間隔で増幅器１１に出力され、光セン
サ５は次の読み取りライン位置へ順次移動する。When the setting of the white reference is completed, the control unit 14 turns on the light source 4 and moves the carriage 3 at a predetermined speed parallel to the original surface and perpendicular to the direction in which the light receiving diodes are arranged. As a result, an electric charge (signal electric charge) proportional to the reflectance of the original 8 is accumulated in the optical sensor 5 at each reading line position. The electric charges accumulated in the optical sensor 5 are output to the amplifier 11 at predetermined time intervals, and the optical sensor 5 sequentially moves to the next reading line position.
【００２７】増幅器１１からの出力信号は、Ａ／Ｄ変換
部１２によりデジタルの光量信号データに変換されて、
デジタル補正部１３でシェーディング補正、ガンマ補正
部などの各種補正が行われ、インターフェイス１５を介
してパーソナルコンピュータ等に出力される。キャリッ
ジ３が移動しながら、各読み取りラインで上記処理を繰
り返すことにより、指定した範囲の画像がパーソナルコ
ンピュータ等に出力される。The output signal from the amplifier 11 is converted into digital light quantity signal data by the A / D converter 12,
Various corrections such as shading correction and gamma correction are performed by the digital correction unit 13 and output to a personal computer or the like via the interface 15. By repeating the above process on each reading line while the carriage 3 moves, an image in a specified range is output to a personal computer or the like.
【００２８】本実施例はフラットベッド型スキャナで示
したが、シートフィードスキャナ、フィルムスキャナに
おいても同様の方法で効果が得られる。また、光センサ
としてＣＣＤラインセンサを用いたが、蓄積型の光セン
サであれば同様の方法で効果が得られる。また、本実施
例では電源投入時に線形性の測定を行ったが、工場出荷
前に線形性の測定を行い、最大出力電圧を設定してもよ
い。Although this embodiment has been described with reference to a flatbed type scanner, the same effect can be obtained in a sheet feed scanner and a film scanner. Further, although a CCD line sensor is used as the optical sensor, an effect can be obtained by the same method as long as it is a storage type optical sensor. In this embodiment, the linearity is measured when the power is turned on. However, the linearity may be measured before shipment from the factory, and the maximum output voltage may be set.
【００２９】（第２実施例）本発明の第２実施例の画像
読み取り装置に用いられる光センサ５は、電子シャッタ
を有する。上記の第１実施例では、シフトパルス間隔Ｔ
ＳＨを変更することにより蓄積時間を変更し、光センサ
５へ入力する光量を変更したが、第２実施例では、電子
シャッタにより蓄積時間を変更する。電子シャッタは、
１つのシフトパルス間隔の途中で受光ダイオードに蓄積
された電荷を掃き捨てて、所望の時間だけ電荷の蓄積を
行うことのできる機能である。受光ダイオードが電荷を
掃き捨てているときがシャッタ閉の状態で、電荷を蓄積
しているときがシャッタ開の状態である。図６に示すよ
うに、電子シャッタの駆動信号を制御することにより、
蓄積時間を変更することができる。また、第１実施例で
はＲ、Ｇ、Ｂの各チャンネルで蓄積時間は同一であった
が、電子シャッタを用いた第２実施例では、チャンネル
毎に別々に蓄積時間を設定することができる。(Second Embodiment) The optical sensor 5 used in the image reading apparatus according to the second embodiment of the present invention has an electronic shutter. In the first embodiment, the shift pulse interval T
Although the accumulation time is changed by changing the SH , and the light amount input to the optical sensor 5 is changed, in the second embodiment, the accumulation time is changed by the electronic shutter. The electronic shutter is
This is a function of sweeping out the electric charge accumulated in the light receiving diode in the middle of one shift pulse interval and accumulating the electric charge for a desired time. When the light receiving diode is sweeping out the charge, the shutter is closed, and when the charge is accumulated, the shutter is open. As shown in FIG. 6, by controlling the drive signal of the electronic shutter,
The accumulation time can be changed. In the first embodiment, the accumulation time is the same for each of the R, G, and B channels. However, in the second embodiment using the electronic shutter, the accumulation time can be set separately for each channel.
【００３０】図７は第２実施例により線形性を測定する
手順を示すフローチャートである。以下では、Ｒチャン
ネルについてのみ説明するが、ＧおよびＢのチャンネル
についても同様に測定することができる。FIG. 7 is a flowchart showing a procedure for measuring linearity according to the second embodiment. Hereinafter, only the R channel will be described, but the same measurement can be performed for the G and B channels.
【００３１】まず、ステップ２０１では光源を点灯せず
にＲチャンネルの受光ダイオードで電子シャッタの開期
間ＴＥＲ＝ＴＥ０として読み取りを行う。電荷電圧変換
部からのＲチャンネルの出力のうち１ラインのデータの
最大値をＶＲ０とする。ＶＲ０に１ラインのデータの平
均値を用いることや、受光ダイオードの特定の素子、例
えば中央の素子からの出力を用いることもできる。First, in step 201, reading is performed with the R channel light receiving diode as the electronic shutter open period TER = TE0 without turning on the light source. The maximum value of the data of one line in the output of the R channel from the charge-voltage converter is set to VR0. An average value of one line of data may be used for VR0, or an output from a specific element of the light receiving diode, for example, an element at the center may be used.
【００３２】次にステップＳ２０２では、キャリッジ３
を白基準読み取り位置に移動させて光源４を点灯させ、
白基準板９からの反射光をＳ２０１と同様の行程で読み
取る。このときの電荷電圧変換部からの出力のうちＲチ
ャンネルの１ラインのデータの最大値をＶＲ１とする。
電子シャッタの開期間ＴＥ０は、光センサ５からの出力
が線形性を保つことが十分に保証される時間に設定す
る。そして、線形性を判断するための基準となる係数
を、以下の式で算出する。 ＫＲ１＝（ＶＲ１−ＶＲ０）／ＴＥ０ Next, at step S202, the carriage 3
To the white reference reading position to turn on the light source 4,
The reflected light from the white reference plate 9 is read in the same process as in S201. The maximum value of the data of one line of the R channel among the outputs from the charge-voltage converter at this time is defined as VR1.
The open period TE0 of the electronic shutter is set to a time during which it is sufficiently ensured that the output from the optical sensor 5 maintains linearity. Then, a coefficient serving as a reference for determining the linearity is calculated by the following equation. KR1 = (VR1-VR0) / T E0
【００３３】ステップ２０３では、電子シャッタの開期
間ＴＥＲを所定値だけ増加させる。ステップＳ２０４で
は、ステップＳ２０２と同様に白基準板９からの反射光
を読み取り、その出力をＶＲとする。[0033] At step 203, increasing the open period T ER of the electronic shutter by a predetermined value. In step S204, similarly to step S202, the reflected light from the white reference plate 9 is read, and the output is set to VR.
【００３４】ステップＳ２０５では、電子シャッタの開
期間ＴＥＲのときの光センサ５の線形性を判定するため
の係数をＲ、Ｇ、Ｂの各チャンネルについて以下の式で
算出する。 ＫＲ＝（ＶＲ−ＶＲ０）／ＴＥＲ In step S205, coefficients for determining the linearity of the optical sensor 5 during the electronic shutter open period TER are calculated for the R, G, and B channels by the following equations. KR = (VR-VR0) / T ER
【００３５】ステップＳ２０６では、線形に応答してい
るか否かを判断する。本実施例においては、ＫＲ１とＫ
Ｒの差が、所定の範囲内、例えば±２％以内であれば、
等しいと判定する。ＫＲ１とＫＲが異なっている場合に
は、出力が線形に応答していないと判断し、直近のステ
ップＳ２０３で増加させる前の電子シャッタの開期間Ｔ
ＥＲををＴＸＲとして記憶し、電子シャッタの開期間Ｔ
ＸＲのときの出力電圧をＲチャンネルの最大出力電圧Ｖ
Ｒｘと決定し、ステップＳ２０７へ進む。ＫＲ１とＫＲ
が同じと判断された場合は、ステップＳ２０３へ進み、
再びＴＥＲを所定値だけ増加させる。In step S206, it is determined whether the response is linear. In this embodiment, KR1 and K
If the difference of R is within a predetermined range, for example, within ± 2%,
Judge as equal. If KR1 and KR are different, it is determined that the output does not respond linearly, and the opening period T of the electronic shutter before increasing in the latest step S203.
ER is stored as TXR , and the electronic shutter open period T
The output voltage at the time of XR is the maximum output voltage V of the R channel.
Rx is determined, and the process proceeds to step S207. KR1 and KR
Are determined to be the same, the process proceeds to step S203,
The TER is increased again by a predetermined value.
【００３６】以上の行程により、光センサ５のＲチャン
ネルからの最大出力電圧が決定される。同様の行程によ
り、Ｇ、ＢチャンネルについてＴＸＧ、ＴＸＢおよびＶ
Ｇｘ、ＶＢｘが決定される。Through the above steps, the maximum output voltage from the R channel of the optical sensor 5 is determined. By the same process, T XG , T XB and V for the G and B channels
Gx and VBx are determined.
【００３７】次に、第２実施例において白基準を設定す
る手順を説明する。まず、Ｒ、Ｇ、Ｂの各チャンネルで
電子シャッタの開期間をＴＸＲ、ＴＸＧ、ＴＸＢとし
て、ステップＳ２０２と同様の手順により白基準板９を
読み取る。各チャンネルの出力が、同じチャンネルのＶ
Ｒｘ、ＶＧｘまたはＶＢｘと等しい（例えば差が±２％
以内）場合は、以後の行程でも同じシフトパルス間隔を
用いて画像読み取りを行う。出力がＶＲｘ、ＶＧｘ、Ｖ
Ｂｘより大きいまたは小さい場合は、その差に応じてフ
ィードバック制御により各チャンネルの電子シャッタの
開期間を増減し、白基準板９を読み取った時の出力電圧
が線形性を測定した時の最大電圧に等しくなるまで繰り
返す。これにより、光センサ５を、入出力が線形に応答
する最大の範囲で使用することができる。このように決
定された電子シャッタの開期間を用いて、以後の画像読
み取りを実行する。Next, the procedure for setting the white reference in the second embodiment will be described. First, the white reference plate 9 is read in the same procedure as in step S202, with the open periods of the electronic shutters being T XR , T XG , and T XB in each of the R, G, and B channels. The output of each channel is V
Equal to Rx, VGx or VBx (eg ± 2% difference
), The image is read using the same shift pulse interval in the subsequent steps. Output is VRx, VGx, V
If it is larger or smaller than Bx, the open period of the electronic shutter of each channel is increased or decreased by feedback control according to the difference, and the output voltage when reading the white reference plate 9 becomes the maximum voltage when linearity is measured. Repeat until equal. Thus, the optical sensor 5 can be used in the maximum range where the input and output respond linearly. The subsequent image reading is executed using the electronic shutter open period determined in this way.
【００３８】（第３実施例）上記の第１および第２実施
例では、蓄積時間を変更することにより光センサ５へ入
力する光量を変更したが、第３実施例では、シフトパル
ス間隔ＴＳＨは一定として、そのシフトパルス間隔Ｔ
ＳＨの中で光源が点灯する時間と消灯する時間を制御す
ることにより、ＣＣＤへの光量を変更する。そのために
は、シフトパルス間隔ＴＳＨに対して応答性が十分に速
い光源を用いる必要がある。また、光源としてＲ、Ｇ、
Ｂの３色のＬＥＤ（Light Emitting Diode）などを用い
ることにより、各チャンネルへの入力光量を別々に制御
することもできる。(Third Embodiment) In the first and second embodiments, the amount of light input to the optical sensor 5 is changed by changing the accumulation time. In the third embodiment, the shift pulse interval T SH is used. Is constant and its shift pulse interval T
The amount of light to the CCD is changed by controlling the time during which the light source is turned on and the time during which the light source is turned off during SH . For this purpose, it is necessary to use a light source having a sufficiently fast response to the shift pulse interval T SH . In addition, R, G,
By using an LED (Light Emitting Diode) of three colors B, the amount of light input to each channel can be controlled separately.
【００３９】第３実施例では、電源投入時に光センサ５
からの出力が線形性を保つときの最大出力電圧を、入力
光量を光源の点灯時間で制御することを除いては、上記
第１および第２実施例と同様の手順で測定する。In the third embodiment, the optical sensor 5
The maximum output voltage when the output from the device maintains linearity is measured in the same procedure as in the first and second embodiments, except that the input light quantity is controlled by the lighting time of the light source.
【００４０】白基準設定時には、第１および第２実施例
と同様に、線形性測定時に決定した最大出力電圧と同じ
出力電圧になるように各チャンネルの光源の点灯時間を
制御し、その点灯時間を用いて画像読み取りを実行す
る。When the white reference is set, as in the first and second embodiments, the lighting time of the light source of each channel is controlled so that the output voltage becomes the same as the maximum output voltage determined at the time of the linearity measurement. To perform image reading.
【図１】本発明の第１実施例の画像読み取り装置により
線形性を測定する手順を示すフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart illustrating a procedure for measuring linearity by an image reading apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１実施例による画像読み取り装置の
概略構造を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a schematic structure of the image reading device according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第１実施例による画像読み取り装置の
信号処理装置の機能構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a functional configuration of a signal processing device of the image reading device according to the first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第１実施例による画像読み取り装置の
光センサおよび増幅器の構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an optical sensor and an amplifier of the image reading device according to the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第１実施例による画像読み取り装置に
より光センサへの入力光量を変更する方法を説明する図
である。FIG. 5 is a diagram illustrating a method for changing the amount of light input to the optical sensor by the image reading device according to the first embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第２実施例による画像読み取り装置に
より光センサへの入力光量を変更する方法を説明する図
である。FIG. 6 is a diagram illustrating a method of changing the amount of light input to an optical sensor by an image reading device according to a second embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第２実施例の画像読み取り装置により
線形性を測定する手順を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure for measuring linearity by the image reading apparatus according to the second embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第３実施例による画像読み取り装置に
より光センサへの入力光量を変更する方法を説明する図
である。FIG. 8 is a diagram illustrating a method for changing the amount of light input to an optical sensor by an image reading device according to a third embodiment of the present invention.
【図９】撮像装置への入力光量と出力値との関係を示す
特性図である。FIG. 9 is a characteristic diagram illustrating a relationship between an input light amount to an imaging device and an output value.
１ 原稿台 ２ 筐体 ３ キャリッジ ４ 光源 ５ 光センサ（撮像装置） ５１ Ｒ−受光ダイオード ５２ Ｇ−受光ダイオード ５３ Ｂ−受光ダイオード ５４ Ｒ−アナログシフトレジスタ（Ｒ−ＣＣＤ） ５５ Ｇ−アナログシフトレジスタ（Ｇ−ＣＣＤ） ５６ Ｂ−アナログシフトレジスタ（Ｂ−ＣＣＤ） ５７ 転送ゲート ５８ 電荷電圧変換部 ５９ 電荷電圧変換部 ６０ 電荷電圧変換部 ７ 集光レンズ ８ 原稿 ９ 白基準板 １２ Ａ／Ｄ変換部 １３ デジタル補正部 １４ 制御部 １５ インターフェース REFERENCE SIGNS LIST 1 platen 2 housing 3 carriage 4 light source 5 optical sensor (imaging device) 51 R-light receiving diode 52 G-light receiving diode 53 B-light receiving diode 54 R-analog shift register (R-CCD) 55 G-analog shift register ( G-CCD) 56 B-Analog shift register (B-CCD) 57 Transfer gate 58 Charge-voltage converter 59 Charge-voltage converter 60 Charge-voltage converter 7 Condenser lens 8 Original 9 White reference plate 12 A / D converter 13 Digital correction unit 14 Control unit 15 Interface
Claims (7)
答する領域を有する撮像装置の線形性測定方法であっ
て、 前記入力光量を段階的に増大させる行程と、 各入力光量において、出力値が線形に応答しているか否
かを判定する行程と、 前記出力値が線形に応答する最大値を決定する行程と、 白基準を読み取ったときの出力値が前記最大値となるよ
うに制御する行程と、を含むことを特徴とする撮像装置
の線形性測定方法。1. A method for measuring linearity of an imaging device having an area in which an output value responds almost linearly to an input light amount, the method comprising: increasing the input light amount in a stepwise manner; A step of determining whether or not the value responds linearly; a step of determining a maximum value at which the output value responds linearly; and controlling the output value when the white reference is read to be the maximum value. And measuring the linearity of the imaging device.
より変化させることを特徴とする請求項１記載の撮像装
置の線形性測定方法。2. The method according to claim 1, wherein the input light amount is changed according to an accumulation time of the imaging device.
変化させることを特徴とする請求項１記載の撮像装置の
線形性測定方法。3. The linearity measuring method according to claim 1, wherein the input light amount is changed according to a lighting time of a light source.
答する領域を有する撮像装置と、 前記入力光量を段階的に増大させる手段と、 各入力光量において、出力値が線形に応答しているか否
かを判定する手段と、 前記出力値が線形に応答する最大値を決定する手段と、 白基準を読み取ったときの出力値が前記最大値となるよ
うに制御する手段と、を備えることを特徴とする画像読
み取り装置。4. An image pickup apparatus having a light source for irradiating a document, an area in which an output value responds substantially linearly to a light amount input from the document, a means for increasing the input light amount in a stepwise manner, Means for determining whether or not the output value responds linearly in light quantity, means for determining a maximum value at which the output value responds linearly, and an output value when reading a white reference is the maximum value. Means for controlling the image reading apparatus so as to provide an image reading apparatus.
より変化させることを特徴とする請求項４記載の画像読
み取り装置。5. The image reading device according to claim 4, wherein the input light amount is changed according to an accumulation time of the image pickup device.
変化させることを特徴とする請求項４記載の画像読み取
り装置。6. The image reading apparatus according to claim 4, wherein the input light amount is changed according to a lighting time of a light source.
状に配列した撮像素子列を複数の色のそれぞれに対応し
て備えることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項
に記載の画像読み取り装置。7. The image pickup apparatus according to claim 4, wherein the image pickup device includes an image pickup element array in which a plurality of image pickup elements are linearly arranged corresponding to each of a plurality of colors. An image reading device according to claim 1.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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