JP2008228190A - Original reader and image forming apparatus provided with the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複数の露光条件で原稿を読み取ることのできる原稿読取装置および前記原稿読取装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a document reading device capable of reading a document under a plurality of exposure conditions and an image forming apparatus including the document reading device.
近年、イメージセンサ、画像処理、半導体集積回路、レーザ等の光半導体素子の技術的進歩がめざましく、これらを利用したデジタル方式の原稿読取装置(スキャナ等)およびそれを備える画像形成装置(プリンタ等)が普及している。アナログ方式に比較したデジタル方式のメリットとして、編集機能が導入当初は強調されていた。しかし、前述した各デバイスの性能向上およびコスト低下に伴って、最近では画質の優位性が、デジタル方式の利点として挙げられるようになっている。画像処理技術を適用することにより、アナログ方式よりも自由度の高い処理が可能なためである。特に、カラーの原稿読取装置においては、色再現性や階調表現の面でアナログ方式に比して有利であるとするのは、一般に共通する認識であろう。 2. Description of the Related Art In recent years, technological advances in optical semiconductor elements such as image sensors, image processing, semiconductor integrated circuits, and lasers have been remarkable. Is popular. As an advantage of the digital method compared to the analog method, the editing function was emphasized at the beginning. However, with the improvement in performance and cost reduction of each device described above, the superiority of image quality has recently been cited as an advantage of the digital system. This is because by applying the image processing technique, processing with a higher degree of freedom than the analog method is possible. In particular, in a color manuscript reading apparatus, it is generally recognized that the color reproducibility and gradation expression are more advantageous than the analog method.
しかし、デジタル方式にも性能的な課題がある。その一つは、画像読取可能なダイナミックレンジが、人間の視覚に比べて狭いことである。即ち、原稿中の明暗のコントラストを人間の視覚ほど精度良く認識することができない。その問題は、特に原稿画像の明部と暗部の読み取り結果に顕著に現れる。明部を階調豊かに読み取ろうとすると、暗部がノイズに埋もれてしまう。信号/ノイズ比(S/N比)の良い状態で暗部を読み取ろうとすると、明部が飽和してしまう。 However, the digital method also has a performance problem. One of them is that the dynamic range in which an image can be read is narrower than that of human vision. That is, the contrast between light and dark in the original cannot be recognized as accurately as human vision. This problem is particularly noticeable in the result of reading the bright and dark parts of the original image. When the bright part is read with rich gradation, the dark part is buried in noise. If the dark part is read with a good signal / noise ratio (S / N ratio), the bright part is saturated.
このような課題は、例えば、カメラの分野においても共通する。一般に、デジタルカメラは、ネガフィルム、即ち、アナログ方式に比べてラチチュード(写真の分野でダイナミックレンジに対応する用語)が狭いといわれている。そのため、より正確な露出制御が要求される。しかし、カメラ側で測光と演算が正確に行われたとしても、その結果決定された露出が、必ずしも撮影者の意図どおりのとは限らない。撮影者が表現したい部分がどこにあるかまで、カメラは認識することができないためである。結果的に、いわゆる露出オーバー、露出アンダーの作品になることがある。 Such a problem is common in the field of cameras, for example. In general, a digital camera is said to have a narrower latitude (a term corresponding to a dynamic range in the field of photography) than a negative film, that is, an analog system. Therefore, more accurate exposure control is required. However, even if photometry and calculation are accurately performed on the camera side, the exposure determined as a result is not always as intended by the photographer. This is because the camera cannot recognize where the photographer wants to express. As a result, there may be a so-called overexposed or underexposed work.
そこで、カメラ側が決定した基準の露出に対して、露出を補正する機能(いわゆる、露出補正機能)がしられている。さらに、所定量だけ露出アンダーおよび露出オーバーの撮影も同時に行い、露出の異なる複数の画像を一括して記録する手法が提案されている。いわゆる、オートブラケット露光の機能である(例えば、特許文献1参照)。
カメラと同様、原稿読取装置にも、露光量を調節できるようにしたものが多い。露光量を画像に応じて調整することにより、ユーザーは読取対象の画像に適した読取結果を得ることができる。ただし、このような調整はあくまでも原稿読取装置の性能的な制約を目立ちにくくするものであって、性能を改善するものではない。 Similar to the camera, many document reading apparatuses can adjust the exposure amount. By adjusting the exposure amount according to the image, the user can obtain a reading result suitable for the image to be read. However, such adjustment only makes the performance restrictions of the document reading apparatus less noticeable and does not improve the performance.
画像読取のダイナミックレンジを現状よりも広げることができれば、より高い画質の原稿読取装置を実現することができる。さらに、調整を要する対象が減り、ユーザーの操作がより簡便になる。 If the dynamic range of image reading can be expanded from the current level, a document reading apparatus with higher image quality can be realized. Further, the number of objects requiring adjustment is reduced, and the user's operation becomes simpler.
この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、同じイメージセンサを用いる場合に、従来よりも広いダイナミックレンジで原稿の画像を読み取ることのできる原稿読取装置を提供するものである。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and provides a document reading apparatus capable of reading an image of a document with a wider dynamic range than before when the same image sensor is used. It is.
この発明は、所定の露光条件で原稿を画素の集合として読み取る画像読取部と、前記画像読取部に第1の露光条件で原稿を読み取らせ、かつ、第1の露光条件より露光エネルギーの小さい第2の露光条件で原稿を読み取らせる読取制御部と、第1の露光条件で読み取られた各画素と第2の露光条件で読み取られた各画素をその位置を対応させて合成する画像合成部とを備える原稿読取装置を提供する。 The present invention provides an image reading unit that reads a document as a set of pixels under a predetermined exposure condition, causes the image reading unit to read a document under a first exposure condition, and has a lower exposure energy than the first exposure condition. A reading control unit that reads a document under the exposure condition of 2, and an image combining unit that combines each pixel read under the first exposure condition and each pixel read under the second exposure condition with their positions corresponding to each other. A document reading apparatus is provided.
また、この発明は前記画像読取装置を備えてなる画像形成装置を提供する。 The present invention also provides an image forming apparatus comprising the image reading apparatus.
この発明の原稿読取装置は、前記画像読取部に第1の露光条件で原稿を読み取らせ、かつ、第1の露光条件より露光エネルギーの小さい第2の露光条件で原稿を読み取らせる読取制御部と、第1の露光条件で読み取られた各画素と第2の露光条件で読み取られた各画素をその位置を対応させて合成する画像合成部とを備えるので、従来よりも広いダイナミックレンジで原稿の画像を読み取ることができる。 The document reading apparatus according to the present invention includes a reading control unit that causes the image reading unit to read a document under a first exposure condition and to read the document under a second exposure condition that has lower exposure energy than the first exposure condition; And an image composition unit that synthesizes each pixel read under the first exposure condition and each pixel read under the second exposure condition by matching the positions thereof, so that the document can be scanned with a wider dynamic range than before. The image can be read.
以下、この発明の好ましい実施形態について説明する。
前記画像読取部は、原稿の画像を画素単位の信号に変換するイメージセンサを有してなり、読取制御部は、各画素に対するイメージセンサの露光時間を変えることにより第1と第2の露光条件を切替えてもよい。このようにすれば、露光時間を変えるという簡易な制御によって読み取りのダイナミックレンジを広げることができる。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
The image reading unit includes an image sensor that converts a document image into a pixel-unit signal, and the reading control unit changes the exposure time of the image sensor for each pixel to change the first and second exposure conditions. May be switched. In this way, the reading dynamic range can be expanded by simple control of changing the exposure time.
あるいは、原稿を照射する光源をさらに備え、前記光源はその照度を変え得るものであり、前記読取り制御部は、前記光源の照度を変えることにより第1と第2の露光条件を切替えてもよい。このようにすれば、光源の照度を変えるという簡易な制御によって読み取りのダイナミックレンジを広げることができる。 Alternatively, the apparatus may further include a light source that irradiates the document, the light source may change its illuminance, and the reading control unit may switch the first and second exposure conditions by changing the illuminance of the light source. . In this way, the dynamic range of reading can be expanded by simple control of changing the illuminance of the light source.
あるいはまた、間欠的に発光して原稿を照射する光源をさらに備え、前記光源は間欠発光のデューティー比を変え得るものであり、前記読取り制御部は、前記光源のデューティー比を変えることにより第1と第2の露光条件を切替えてもよい。このようにすれば、間欠発光のデューティー比を変えるとという簡易な制御によって読み取りのダイナミックレンジを広げることができる。 Alternatively, it further includes a light source that intermittently emits light and irradiates the document, wherein the light source can change a duty ratio of intermittent light emission, and the reading control unit changes the first light source by changing the duty ratio of the light source. And the second exposure condition may be switched. In this way, the dynamic range of reading can be expanded by simple control of changing the duty ratio of intermittent light emission.
原稿の各位値を読取るために原稿を走査する走査部をさらに備え、読取制御部は、走査部が原稿を走査するときに第1の露光条件と第2の露光条件とを交互に切り替えながら各画素を読み取らせてもよい。このようにすれば、第1の露光条件での読み取りと第2の露光条件での読み取りとで個別の走査を行う場合に比べ、原稿上の同一箇所の読み取りをほぼ同時に行うことができる。従って、異なる露光条件の読み取り結果の間の位置ズレが生じにくい。 The scanner further includes a scanning unit that scans the document to read each value of the document, and the reading control unit alternately switches between the first exposure condition and the second exposure condition when the scanning unit scans the document. Pixels may be read. In this way, it is possible to read the same portion on the document almost simultaneously as compared with the case where individual scanning is performed for reading under the first exposure condition and reading under the second exposure condition. Therefore, it is difficult for a positional shift between reading results of different exposure conditions.
また、原稿を第1の露光条件で読み取ったときに得られる画素のレッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)の色成分の階調値をR1i,G1i,B1i、所定階調値Rs,Gs,Bsとして読み取られるべき基準階調原稿を第1の露光条件で予め読み取ったときの各色成分の階調値をそれぞれR1s,G1s,B1sとし、前記原稿を第2の露光条件で読み取ったときに得られる画素の各色成分の階調値をR2i,G2i,B2i、基準階調原稿を第2の露光条件で予め読み取ったときに得られる画素の各色成分の階調値をR2s,G2s,B2s、とするとき、前記合成部は、各画素の合成後の出力Ro,Go,Boを、
(1)Roについては、R1i≦R1sならばRo=R1i、そうでなければRo=R2i×(R1s/R2s)、
(2)Goについては、G1i≦G1sならばGo=G1i、そうでなければGo=G2i×(G1s/G2s)、
(3)Boについては、B1i≦B1sならばBo=B1i、そうでなければBo=B2i×(B1s/B2s)
として合成してもよい。このようにすれば、簡単な演算処理によって、第1露光条件での読取結果と第2露光条件での読取結果を滑らかにつなぎ、読み取りのダイナミックレンジを広げることができる。
Also, the gradation values of the red (R), green (G), and blue (B) color components of the pixels obtained when the original is read under the first exposure condition are R1i, G1i, B1i, and predetermined gradation values. When the reference gradation document to be read as Rs, Gs, and Bs is read in advance under the first exposure condition, the gradation value of each color component is R1s, G1s, and B1s, respectively, and the original is read under the second exposure condition. R2i, G2i, B2i for the tone value of each color component of the pixel obtained at the time, and R2s, G2s for the tone value of each color component of the pixel obtained when the reference tone document is read in advance under the second exposure condition. , B2s, the combining unit outputs the output Ro, Go, Bo after combining each pixel,
(1) For Ro, if R1i ≦ R1s, then Ro = R1i, otherwise Ro = R2i × (R1s / R2s),
(2) For Go, if G1i ≦ G1s, Go = G1i, otherwise Go = G2i × (G1s / G2s),
(3) For Bo, if B1i ≦ B1s, Bo = B1i, otherwise Bo = B2i × (B1s / B2s)
May be synthesized as In this way, the reading result under the first exposure condition and the reading result under the second exposure condition can be smoothly connected by a simple arithmetic process, and the dynamic range of reading can be expanded.
あるいは、原稿を第1の露光条件で読み取ったときに得られる画素のレッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)の色成分の階調値をR1i,G1i,B1i、所定階調値Rs,Gs,Bsとして読み取られるべき基準階調原稿を第1の露光条件で予め読み取ったときの各色成分の階調値をそれぞれR1s,G1s,B1sとし、前記原稿を第2の露光条件で読み取ったときに得られる画素の各色成分の階調値をR2i,G2i,B2i、基準階調原稿を第2の露光条件で予め読み取ったときに得られる画素の各色成分の階調値をR2s,G2s,B2s、とするとき、前記合成部は、各画素の合成後の出力Ro,Go,Boを、
(1)Roについては、R1i≦R1sならばRo=R1i×(R2s/R1s)、そうでなければRo=R2i、
(2)Goについては、G1i≦G1sならばGo=G1i×(G2s/G1s)、そうでなければGo=G2i、
(3)Boについては、B1i≦B1sならばBo=B1i×(B2s/B1s)、そうでなければBo=B2i
として合成してもよい。このようにすれば、簡単な演算処理によって、第1露光条件での読取結果と第2露光条件での読取結果を滑らかにつなぎ、読み取りのダイナミックレンジを広げることができる。
Alternatively, the gradation values of the red (R), green (G), and blue (B) color components of the pixels obtained when the original is read under the first exposure condition are R1i, G1i, B1i, and predetermined gradation values. When the reference gradation document to be read as Rs, Gs, and Bs is read in advance under the first exposure condition, the gradation value of each color component is R1s, G1s, and B1s, respectively, and the original is read under the second exposure condition. R2i, G2i, B2i for the tone value of each color component of the pixel obtained at the time, and R2s, G2s for the tone value of each color component of the pixel obtained when the reference tone document is read in advance under the second exposure condition. , B2s, the combining unit outputs the output Ro, Go, Bo after combining each pixel,
(1) For Ro, if R1i ≦ R1s, then Ro = R1i × (R2s / R1s), otherwise Ro = R2i,
(2) For Go, if G1i ≦ G1s, Go = G1i × (G2s / G1s), otherwise Go = G2i,
(3) For Bo, if B1i ≦ B1s, Bo = B1i × (B2s / B1s), otherwise Bo = B2i
May be synthesized as In this way, the reading result under the first exposure condition and the reading result under the second exposure condition can be smoothly connected by a simple arithmetic process, and the dynamic range of reading can be expanded.
あるいはまた、原稿を第1の露光条件で読み取ったときに得られる画素のレッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)の色成分の階調値をR1i,G1i,B1i、所定階調値Rs,Gs,Bsとして読み取られるべき基準階調原稿を第1の露光条件で予め読み取ったときの各色成分の階調値をそれぞれR1s,G1s,B1sとし、前記原稿を第2の露光条件で読み取ったときに得られる画素の各色成分の階調値をR2i,G2i,B2i、基準階調原稿を第2の露光条件で予め読み取ったときに得られる画素の各色成分の階調値をR2s,G2s,B2s、とするとき、前記合成部は、各画素の合成後の出力Ro,Go,Boを、
(1)Roについては、R1i≦R1sならばRo=R1i×(Rs/R1s)、そうでなければRo=R2i×(Rs/R2s)、
(2)Goについては、G1i≦G1sならばGo=G1i×(Gs/G1s)、そうでなければGo=G2i×(Gs/G2s)、
(3)Boについては、B1i≦B1sならばBo=B1i×(Bs/B1s)、そうでなければBo=B2i×(Bs/B2s)
として合成してもよい。このようにすれば、簡単な演算処理によって、第1露光条件での読取結果と第2露光条件での読取結果を滑らかにつなぎ、読み取りのダイナミックレンジを広げることができる。
ここで示した種々の好ましい実施形態は、それら複数を組み合わせることもできる。
Alternatively, the gradation values of the red (R), green (G), and blue (B) color components of the pixels obtained when the original is read under the first exposure condition are R1i, G1i, B1i, and the predetermined gradation. R1s, G1s, B1s are the gradation values of the respective color components when the reference gradation document to be read as values Rs, Gs, Bs are read in advance under the first exposure condition, and the document is subjected to the second exposure condition. R2i, G2i, B2i the gradation value of each color component of the pixel obtained when reading, R2s, the gradation value of each color component of the pixel obtained when the reference gradation document is read in advance under the second exposure condition When G2s, B2s, the combining unit outputs the output Ro, Go, Bo after combining each pixel,
(1) For Ro, if R1i ≦ R1s, then Ro = R1i × (Rs / R1s), otherwise Ro = R2i × (Rs / R2s),
(2) For Go, if G1i ≦ G1s, Go = G1i × (Gs / G1s), otherwise Go = G2i × (Gs / G2s),
(3) For Bo, if B1i ≤ B1s, Bo = B1i x (Bs / B1s), otherwise Bo = B2i x (Bs / B2s)
May be synthesized as In this way, the reading result under the first exposure condition and the reading result under the second exposure condition can be smoothly connected by a simple arithmetic process, and the dynamic range of reading can be expanded.
The various preferred embodiments shown here can also be combined together.
以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. In addition, the following description is an illustration in all the points, Comprising: It should not be interpreted as limiting this invention.
画像形成装置の全体構成
まず、図2を用いて本発明の画像形成装置の主要部の構成について説明する。本実施形態の画像形成装置には、電子写真方式で画像形成を行う複写機、レーザープリンタ及びファクリミリ等の装置が含まれる。
An overall configuration of an image forming apparatus will be described first main part of the configuration of the image forming apparatus of the present invention with reference to FIG. The image forming apparatus according to the present embodiment includes apparatuses such as a copying machine, a laser printer, and a facsimile machine that perform image formation by electrophotography.
本実施形態の画像形成装置は、イエロー(Y),マゼンダ(M),シアン(C)及び黒(K)の画像形成部1と、画像形成部1ごとに設けられた転写ローラ3と、画像形成部1と転写ローラ3の間に設けられた転写ベルト5と、転写ベルト5に近接して設けられた濃度測定ユニット7と、転写ベルト5を駆動するベルト駆動ローラ9と、定着装置11と、これらの制御を行う制御部12とを備える。黒の画像形成部1は、モノクロ印刷とカラー印刷の両方に使用され、イエロー,マゼンダ及びシアンの画像形成部1は、カラー印刷に使用される。以下、黒の画像形成部1を「黒画像形成部1K」と呼び、イエロー,マゼンダ及びシアンの画像形成部1を「カラー画像形成部1C」と呼ぶ。
The image forming apparatus according to the present embodiment includes a yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K)
さらに、本実施形態の画像形成装置は、原稿の画像を読み取るスキャナ部40を備える。スキャナ部40は、請求項にいう原稿読取装置に相当する。スキャナ部40は、原稿46を載置する透明な原稿台41、原稿台41の上方を覆い、かつ、原稿46を原稿台41上に載置しあるいは取り除くために開閉可能に取り付けられる原稿カバー47、原稿面と平行に往復動する第1走査ブロック42、第1走査ブロック42と同方向に移動する第2走査ブロック43、結像レンズ44およびリニアイメージセンサ45を含む。第1走査ブロック42には、原稿46の原稿面を照射する露光ランプと原稿面からの反射光を反射する第1ミラーが取り付けられている。第2走査ブロック43は、第2、第3ミラーが取り付けられている。原稿面からの反射光は、第1、第2、第3ミラー、結像レンズ44を経てリニアイメージセンサ45に達する。リニアイメージセンサ45は、例えば、CCD(電荷結合)素子であって、原稿46の画像に対応したR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)の各色成分の信号を出力する。第1走査ブロック42と第2走査ブロック43とは、図示しない駆動ワイヤーで連結され、かつ、図示しない駆動モータによって駆動される。前記駆動モータの回転は、制御部12によって制御される。第2走査ブロック43には、動滑車的に駆動ワイヤーと係合するプーリが取り付けられている。これによって、第2走査ブロック43は、第1走査ブロック42に対して半分の速度で往復動する。
Furthermore, the image forming apparatus according to the present embodiment includes a
第1走査ブロック42は、測光モード時に所定の位置で停止して周辺光をリニアイメージセンサへ導く。また、読取モード時には、原稿台41上に置かれた原稿を走査して、リニアイメージセンサ上に原稿の画像を結像させる。
また、制御部12は、スキャナ部の各部の動作を制御する。制御部12は、CPU、ROM、RAM、画像処理回路、送受信回路、入出力回路などを含み、主として、ROMに格納されたプログラムをCPUが実行することによってその機能が実現される。その機能には、請求項にいう読取制御部の機能も含まれる。印刷ジョブは、スキャナを介して本実施形態の画像形成装置に取り込まれるものであってもよい。
The
The
画像形成部1は、感光体ドラム13と、帯電装置15と、露光装置17と、現像装置19と、クリーニング装置21とを備えている。帯電装置15は、感光体ドラム13を一様に帯電させることができるように構成されている。露光装置17は、レーザーダイオードを有し、感光体ドラム13に対してレーザ光を照射し、トナーを付着させるべき部分を除電して、潜像を形成できるように構成されている。現像装置19は、イエロー,マゼンダ,シアン又は黒のトナーを収容しており、現像ローラを用いて前記潜像にトナーを付着させることによって前記潜像を現像して感光体ドラム13上にトナーパターンを形成できるように構成されている。感光体ドラム13上のトナーパターンは、転写ローラ3によって、転写ベルト5によって搬送されている記録紙に又は転写ベルト5自体に転写される。クリーニング装置21は、転写後に感光体ドラム13の表面に残ったトナーを除去できるように構成されている。
The
記録紙に転写されたトナーパターンは、定着装置11において加熱溶融されて定着され、記録紙と共に出力される。また、転写ベルト5に付着したトナーや転写ベルト5に貯まった電荷は、図示しないクリーニング部材や除電部材によって除去される。ここでは、感光体ドラム13上のトナーパターンが記録紙に直接転写される場合を例にとって説明を進めるが、感光体ドラム13上のトナーパターンを中間転写ベルトに転写し、中間転写ベルト上のトナーパターンを記録紙に転写させるような実施形態にもここでの説明は基本的に当てはまる。
The toner pattern transferred to the recording paper is heated and melted and fixed in the fixing
また、濃度測定ユニット7は、転写ベルト5に向けて光を照射する発光素子23と、転写ベルト5上に転写されたトナーパターンで正反射した光を受光し、受光した光の光量に応じた電圧を出力する正反射受光素子25と、前記トナーパターンで乱反射した光を受光し、受光した光の光量に応じた電圧を出力する乱正反射受光素子26を備えている。ここでは、転写ベルト5上のトナーパターンに光を照射する場合を例に挙げて説明を進めるが、感光体ドラム13上のトナーパターンに光を照射するような実施形態にもここでの説明は基本的に当てはまる。
Further, the
カラー印刷の際は、カラー画像形成部1Cと黒画像形成部1Kの両方が用いられるが、モノクロ印刷の際は、転写ベルト5とカラー画像形成部1Cの間に隙間ができるように転写ベルト5が退避し、黒画像形成部1Kのみが用いられる。
In color printing, both the color
イメージセンサの駆動と露光条件の切り替え
この発明に係るイメージセンサの駆動方法と読取り特性について説明する。この実施の形態では、イメージセンサがCCDリニアイメージセンサの場合を例に説明する。ただし、イメージセンサの種類はこれに限定されず、CMOSセンサや密着型センサなど、他の方式のセンサであってもよい。
Switching of image sensor drive and exposure condition The image sensor drive method and reading characteristics according to the present invention will be described. In this embodiment, a case where the image sensor is a CCD linear image sensor will be described as an example. However, the type of the image sensor is not limited to this, and other types of sensors such as a CMOS sensor and a contact sensor may be used.
図3は、CCDリニアイメージセンサの配置及び信号系統の構成を示す説明図である。図3のイメージセンサ45は、RGBの各色がぞれぞれ4つのチャネルに分割され、各チャネルが異なる位置を並行して読み取るタイプのものである。イメージセンサの受光部は、左側に一列に並んだL0〜L3699の3700個のR成分用の受光素子(R受光素子)と、その右側に一列に並んだR0〜R3699の3700個のR受光素子を含む。即ち、合計7400個のR成分受光素子が一列に並んでいる。ただし、図3に示したR受光素子は、有効画素に対応するものだけである。図示したR受光素子の他に、無効画素に対応するものも存在する。読み出し時、R受光素子L1、L3、…L3699の順に、左半分の奇数画素の信号を出力する第1チャネル、R受光素子L0、L2、…L3698の順に、左半分の偶数画素の信号を出力する第2チャネル、R受光素子R1、R3、…R3699の順に、左半分の奇数画素の信号を出力する第3チャネル、R受光素子R0、R2、…R3698の順に、左半分の偶数画素の信号を出力する第4チャネルの各チャネルに対応するR出力信号OS1、OS2、OS3、OS4が並行して出力される。図示を省略しているが、G成分、B成分についても同様の構成である。G出力信号として、OS5〜8が出力され、B出力信号として、OS9〜12が出力される。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the arrangement of the CCD linear image sensor and the configuration of the signal system. The
各受光素子が所定期間に渡って受光した受光量に対応する信号は、CCDセンサ駆動回路51で生成されたシフトパルスSHが入力されることによりシフトゲートを介してへシフトレジスタへ転送される。シフトゲートは、奇数画素用のものと、偶数画素用のものがある。シフトレジスタとして、各チャネルに対応する4つのシフトレジスタが配置されている。各受光素子からシフトレジスタへ転送された信号は、外部からのクロックパルスΦ1およびΦ2に同期して各チャネルの出力信号(画素信号)として出力される。
A signal corresponding to the amount of light received by each light receiving element over a predetermined period is transferred to the shift register through the shift gate when the shift pulse SH generated by the CCD
CCDセンサ駆動回路51は、クロックは新規49で生成され分周回路50を経たクロック信号CLKをもとに、イメージセンサ45を駆動するための信号、シフトパルスSH、クロックパルスΦ1およびΦ2、リセットパルスRS、クランプパルスCPを生成する。
The CCD
図4は、図3のイメージセンサ45に供給されるシフトパルスSH、クロックパルスΦ1およびΦ2、リセットパルスRS、クランプパルスCPの各波形と、イメージセンサからの出力信号の波形を示す波形図である。出力信号としては、OS1〜12の12本の信号があるが、図4は、その代表としてOS1のみを示している。他の出力信号も、OS1と並行して出力される。なお、図4のCLKは、CCDセンサに直接供給されるものではないが、参考のために記している。
FIG. 4 is a waveform diagram showing the waveforms of the shift pulse SH, clock pulses Φ1 and Φ2, reset pulse RS, and clamp pulse CP supplied to the
イメージセンサ45から出力されるR出力信号OS1は、画素信号検出回路53Loに入力される。画素信号検出回路53Loは、R出力信号OS1を受けて、左側の各画素信号L1, L3, …, L3697, L3699を順次電圧に変換し、A/D変換器55Loへ供給する。A/D変換器55Loは、所定のタイミングで電圧に変換された前記画素信号をデジタルデータに変換する。クロック発振器49、分周回路50、CCD駆動回路51、画素信号検出回路53Lo、A/D変換器55Lo、画素並べ替え部57、画像メモリ59は、制御部12に含まれる。
The R output signal OS1 output from the
図4に、A/D変換の対象となる電圧を、図中にVpで記している。また、A/D変換器55Loが各画素信号をA/D変換するタイミングを記している。A/D変換器55Loは、時刻ts1でR受光素子L1の画素信号をサンプリングし、A/D変換する。続けて、A/D変換器55Loは、時刻ts3, ts5, ts7, ts9, …, ts3693, ts3695, ts3697, ts3699で、L3, L5, L7, L9, …, L3693, L3695, L3697, L3699の各画素信号をサンプリングし、画素データを生成する。 In FIG. 4, the voltage to be subjected to A / D conversion is indicated by Vp in the drawing. Further, the timing at which the A / D converter 55Lo performs A / D conversion on each pixel signal is described. The A / D converter 55Lo samples the pixel signal of the R light receiving element L1 at time ts1 and performs A / D conversion. Subsequently, the A / D converter 55Lo is operated at the times ts3, ts5, ts7, ts9,... The pixel signal is sampled to generate pixel data.
画素並べ替え部57は、A/D変換器55Loからのデータと出力信号OS2〜4が同様に処理されたR成分の他のデータとを受けて、データの順序を画素の配列と一致させる。制御部12は、並べ替え後のRデータは、画像メモリ59に格納する。制御部12は、出力信号SO5〜12が同様に処理されたGおよびB成分の画素データも、画像メモリ59に格納する。ここで、R,G,Bの各色成分用の受光素子は、図4の矢印Sで示す副走査方向に所定の間隔で配置されている。イメージセンサ45は、原稿に対して一定の相対速度で副走査方向へ移動しながら、原稿の各位値の画像を走査する。したがって、ある位置をR用受光素子が読み取るタイミングとG用受光素子が読み取るタイミングとB用受光素子が読取るタイミングとはそれぞれ異なる。その時間差は、各色成分の受光素子の間隔を移動速度で除した時間に等しい。制御部12は、各色成分の読取り時間差を考慮し、同じ位置の各色成分の画像データを対応付けて管理する。
The
このようにして、各色1ラインを構成する7400個の受光素子のデータを画像メモリ59に格納される。制御部12は、第1走査ブロック42を副走査方向へ移動させながら、読み取りを繰り返す。
In this way, data of 7400 light receiving elements constituting one line of each color is stored in the
この発明で特徴的な点は、第1の露光条件(露光条件E1)で1ラインを読み取った後、第2の露光条件(露光条件E2)で次のラインを読取り、これを交互に繰り返すことである。即ち、2重露光モードで原稿を読み取る点である。図4は、露光条件を切替える一つの態様として、イメージセンサ45を駆動するクロック周波数を1ラインを読み取る毎に切り替えるようにした駆動波形を示している。即ち、1ライン目の読出しにおいて、クロック発振器49で発振周波数fのクロックが生成され、それが分周回路50で1/2分周されてCLK信号となり、CCDセンサ駆動回路51へ入力される。従って、1ライン目のCLK信号周波数はf/2である。1ライン目を読み出している期間、各受光素子は光を受ける。即ち、光蓄積時間(露光時間)TC1の期間、各受光素子は光を受ける。これは、露光条件E1に対応する。その結果、時刻T1のシフトパルスSHで各シフトレジスタへ出力される。出力された各画素信号は、2ライン目の読出し期間中に読み出される。これは、図4に「TC2の1ライン出力」として示している。
A characteristic point of the present invention is that after one line is read under the first exposure condition (exposure condition E1), the next line is read under the second exposure condition (exposure condition E2), and this is repeated alternately. It is. That is, the document is read in the double exposure mode. FIG. 4 shows a driving waveform in which the clock frequency for driving the
2ライン目の読出し期間において、分周回路50はクロックを分周しない。従って、2ライン目のCLK信号周波数は、発振周波数に等しいfである。2ライン目は、1ライン目の2倍のクロック周波数で読出しが行われる。その間、各受光素子は光を受ける。即ち、光蓄積時間(露光時間)TC2の期間、各受光素子は光を受ける。これは、露光条件E2に対応する。その結果は、時刻T2のシフトパルスSHで各シフトレジスタへ出力される。出力された各画素信号は、3ライン目の読出し期間中に読み出される。 In the readout period of the second line, the frequency dividing circuit 50 does not divide the clock. Therefore, the CLK signal frequency of the second line is f equal to the oscillation frequency. The second line is read at twice the clock frequency of the first line. Meanwhile, each light receiving element receives light. That is, each light receiving element receives light during the period of light accumulation time (exposure time) TC2. This corresponds to the exposure condition E2. The result is output to each shift register with a shift pulse SH at time T2. Each output pixel signal is read out during the readout period of the third line.
なお、図示しない3ライン目の読出し期間において、CLK信号周波数はf/2である。このように、分周回路50は、ラインごとに、CLK信号の周波数を切替える。これは、例えば、分周器50が所定のパルスカウントごとに分周回路のオン/オフを切り替えることにより実現可能である。あるいは、分周回路50が、シフトパルスSHを入力として受け、入力されたシフトパルスSHに応じて分周回路をオン/オフするよう構成してもよい。 Note that the CLK signal frequency is f / 2 in the readout period of the third line (not shown). As described above, the frequency dividing circuit 50 switches the frequency of the CLK signal for each line. This can be realized, for example, by the frequency divider 50 switching on / off of the frequency dividing circuit every predetermined pulse count. Alternatively, the frequency dividing circuit 50 may be configured to receive the shift pulse SH and turn on / off the frequency dividing circuit according to the input shift pulse SH.
厳密には、1ライン目と2ライン目の読取り位置は互いに異なるが、読取りが近接した時刻に行われるので、非常に近いものといえる。両者を同じ読取り位置としても実質的に問題がない場合は、1ライン目と2ライン目の画像データを直接合成してもよい。あるいは、露光条件E2については前後ラインのデータを補完処理し、露光条件E1の読取り時刻に対応するデータを算出してもよい。 Strictly speaking, the reading positions of the first line and the second line are different from each other, but since the readings are performed at close times, it can be said that they are very close. If there is substantially no problem even if both are set to the same reading position, the image data of the first line and the second line may be directly combined. Alternatively, with respect to the exposure condition E2, the data of the preceding and following lines may be complemented to calculate data corresponding to the reading time of the exposure condition E1.
露光条件切替の変形例
露光条件の切替えについての異なる態様を示す。露光ランプが原稿を照射する照度を、ラインごとに切替えることにより、露光条件を切り替えてもよい。この場合、露光ランプは応答性のよいものを用いる必要がある。例えば、高輝度の発光ダイオード(LED)を並べたLEDアレイは、好適な一例である。発光ダイオードは、それに流れる電流の大きさによって照度が変わることが知られている。通常、LEDアレイを駆動する回路は、各LEDの照度バラツキを抑制するための電流制御回路を有している。その回路を利用して、ライン毎にLEDの照度を切替えるようにすればよい。図5は、LEDアレイを駆動するための回路構成を示すブロック図である。図5で、前述の電流制御回路は、電流制御/安定化回路63に含まれる。電流制御/安定化回路63は、制御部12からの指示に応じて、ライン毎に各LEDへの電流を切替える第1の駆動モードと、各ラインを一定の電流で駆動する第2の駆動モードのいずれかで動作する。
Modification of Exposure Condition Switching Different modes for switching the exposure condition will be described. The exposure conditions may be switched by switching the illuminance with which the exposure lamp irradiates the document for each line. In this case, it is necessary to use an exposure lamp with good response. For example, a LED array in which high-intensity light emitting diodes (LEDs) are arranged is a suitable example. It is known that the illuminance of a light emitting diode varies depending on the magnitude of current flowing through it. Usually, the circuit for driving the LED array has a current control circuit for suppressing the illuminance variation of each LED. Using this circuit, the illuminance of the LED may be switched for each line. FIG. 5 is a block diagram showing a circuit configuration for driving the LED array. In FIG. 5, the current control circuit described above is included in the current control /
さらに、露光ランプの異なる態様として、キセノンランプを適用した例を示す。図6は、キセノンランプを露光ランプ61として駆動する回路の構成を示すブロック図である。また、図6には、トリガー発生回路67からのトリガー信号Trgの波形、スイッチSW1およびSW2のオンおよびオフの状態、および、キセノンランプに流れる電流Ixeの波形を、共通の時間軸で示している。
Further, an example in which a xenon lamp is applied as a different aspect of the exposure lamp will be described. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a circuit that drives the xenon lamp as the
図6に示すように、スイッチSW1とSW2とは、2ライン周期で互いに相補的にオンおよびオフを繰り返す。トリガー発生回路67は、キセノンランプ61を放電させるトリガー信号Trgを生成する。SW1とSW2とのオンおよびオフ状態の切替えおよびトリガー信号Trgのパルスは、シフトパルスSHと同期している。スイッチSW1がオンすると、高圧電源の出力から制限抵抗R1を経てコンデンサC1にチャージされた電荷がキセノンランプ61を介して放電する。このとき、キセノンランプ61が発光する。また、スイッチSW2がオンすると、高圧電源の出力から制限抵抗R2を経てコンデンサC2にチャージされた電荷がキセノンランプ61を介して放電する。このとき、キセノンランプ61が発光する。
As shown in FIG. 6, the switches SW1 and SW2 are repeatedly turned on and off complementarily with each other in a two-line cycle. The
ここで、コンデンサC1とC2とは、互いに容量が異なり、C1>C2の関係にある。放電電流Ixeの大きさは、コンデンサの容量によって変わるので、発光時の照度はコンデンサC1からの放電時と、C2からの放電時とで異なる。その結果、露光条件が交互に切り替わることになる。 Here, the capacitors C1 and C2 have different capacities and have a relationship of C1> C2. Since the magnitude of the discharge current Ixe varies depending on the capacity of the capacitor, the illuminance during light emission differs between when discharging from the capacitor C1 and when discharging from C2. As a result, the exposure conditions are switched alternately.
イメージセンサの読取特性と読取り結果の合成
露光条件E1およびE2の下で読み取られた画像の読取り結果について説明する。図7は、R成分の読取り結果を代表例として、各階調値の読み取り結果を示すグラフである。図7で横軸は、原稿画像の各濃度に対する理想の階調値である。階調値は、0〜255の8ビットで表現されるものとしている。0は最も暗く、255は最も明るい。縦軸は、イメージセンサ45で読み取られた結果の階調値である。即ち、各濃度に対し、図4の画素信号の電圧VpをA/D変換して得られる値である。換言すれば、図3において、画像メモリ59に格納されるデータである。イメージセンサ45による読取り結果は、8ビットで表現されるものとしている。イメージセンサ45が理想の特性であれば、グラフは右肩上がりの直線になる。しかし、実際のセンサは非線形の特性を有している。特に、階調値が0付近(いわゆるシャドウ部)と、階調値が255付近(いわゆるハイライト部)とで、非線形性が強い。
The reading result of the image read under the combined exposure conditions E1 and E2 of the reading characteristics of the image sensor and the reading result will be described. FIG. 7 is a graph showing the reading result of each gradation value with the reading result of the R component as a representative example. In FIG. 7, the horizontal axis represents the ideal gradation value for each density of the document image. The gradation value is represented by 8 bits from 0 to 255. 0 is the darkest and 255 is the brightest. The vertical axis represents the gradation value as a result read by the
まず、露光条件E1の読取り結果について説明する。図7で、鎖線で示す曲線R1iは、露光条件E1の下で、R成分についての各濃度の読み取り結果を示す階調特性の曲線である。なお、G,Bについても、同様の特性と考えてよい。露光条件E1は、光源の照度が高い。そのために、原稿の画像濃度に対応する横軸の階調値が150付近より大きいハイライト領域で、イメージセンサ45の出力が飽和する。従って、原稿のすべての濃度に渡って露光条件E1の読取り結果を採用することは適当でない。しかし、出力が飽和していないシャドウ部については、後述する露光条件E2よりもS/N比の良い結果が得られる。
First, the reading result of the exposure condition E1 will be described. In FIG. 7, a curve R1i indicated by a chain line is a gradation characteristic curve indicating a reading result of each density for the R component under the exposure condition E1. G and B may be considered to have similar characteristics. In the exposure condition E1, the illuminance of the light source is high. For this reason, the output of the
次に、露光条件E2の読取り結果について説明する。図7で、一点鎖線で示す曲線R2iは、露光条件E2の下で、R成分についての各濃度の読み取り結果を示す階調特性の曲線である。なお、G,Bについても、同様の特性と考えてよい。露光条件E2では、ハイライト部が飽和せず、従って、露光条件E1に比較して良好な線形特性が得られる。ただし、シャドウ部については、出力階調値が小さいために、S/N比が露光条件E1に比べて劣る。ここで、イメージセンサの暗ノイズは、露光ランプの照度に係らず一定である。ここで、暗ノイズの大きさが、例えば、読取り結果の階調値に換算して±2とする。暗ノイズの大きさは、原稿の画像濃度、即ち横軸の階調値に関係なく一定である。すると、読取り結果の階調値が20のシャドウ部では、暗ノイズの強度が読取り結果の10%に相当する。このレベルは、露光条件E1において横軸の階調値が56に相当する。露光条件E2において横軸の階調値が90に相当する。これらの領域を、暗ノイズの影響を受ける領域とすれば、露光条件E2は、E1に比べて暗ノイズの影響を受ける領域が広い。 Next, the reading result of the exposure condition E2 will be described. In FIG. 7, a curve R2i indicated by a one-dot chain line is a gradation characteristic curve indicating a reading result of each density for the R component under the exposure condition E2. G and B may be considered to have similar characteristics. Under the exposure condition E2, the highlight portion does not saturate, and therefore, a better linear characteristic is obtained as compared with the exposure condition E1. However, since the output tone value of the shadow portion is small, the S / N ratio is inferior to the exposure condition E1. Here, the dark noise of the image sensor is constant regardless of the illuminance of the exposure lamp. Here, the magnitude of the dark noise is, for example, ± 2 in terms of the gradation value of the reading result. The magnitude of the dark noise is constant regardless of the image density of the document, that is, the gradation value on the horizontal axis. Then, in the shadow portion where the gradation value of the reading result is 20, the intensity of dark noise corresponds to 10% of the reading result. This level corresponds to a gradation value of 56 on the horizontal axis in the exposure condition E1. The gradation value on the horizontal axis corresponds to 90 in the exposure condition E2. If these areas are areas affected by dark noise, the exposure condition E2 has a wider area affected by dark noise than E1.
そこで、横軸の階調値がRs以下の領域では読み取り結果として曲線R1iの値を採用し、横軸の階調値がRsより大きい領域では読み取り結果として曲線R2iの値を(R1s/R2s)倍した値を採用する。このようにして得られる結果が、実線の曲線Roである。ここで、Rsは、中間階調の基準濃度である。R1sは、基準濃度Rsの原稿を露光条件E1で読み取ったときの読取り結果の階調値である。R2sは、基準濃度Rsの原稿を露光条件E2で読み取ったときの読取り結果の階調値である。 Therefore, the value of the curve R1i is adopted as the reading result in the region where the gradation value on the horizontal axis is equal to or lower than Rs, and the value of the curve R2i is used as the reading result in the region where the gradation value on the horizontal axis is larger than Rs (R1s / R2s). Use the doubled value. The result obtained in this way is a solid curve Ro. Here, Rs is the reference density of the intermediate gradation. R1s is a gradation value of a reading result when a document having a reference density Rs is read under the exposure condition E1. R2s is a gradation value of a reading result when a document having a reference density Rs is read under the exposure condition E2.
曲線Roの値は、次のように表現することもできる。読取り結果の階調値がR1s以下の画素は、その画素データを
Ro=αr1×R1i ただし、αr1 = 1
とし、読取り結果の階調値がR1sより大きい画素は、その画素データを
Ro=αr2×R2i ただし、αr2 = R1s/R2s
とする。αr1、αr2は、R成分の補正係数である。
なお、ハイライト部では、Roの算出結果は255を超える。即ち、読取り結果の階調値は、9ビットで表現される。
The value of the curve Ro can also be expressed as follows. For pixels whose gradation value is less than R1s, read the pixel data
Ro = αr1 × R1i where αr1 = 1
And the pixel value of the read gradation value is larger than R1s
Ro = αr2 × R2i where αr2 = R1s / R2s
And αr1 and αr2 are R component correction coefficients.
In the highlight portion, the calculation result of Ro exceeds 255. That is, the gradation value of the read result is expressed by 9 bits.
G,Bについても、同様の処理を行う。即ち、G成分については、
G1i≦G1sならば、 Go=αg1×G1i (ただし、αg1 = 1)
そうでなければ、 Go=αg2×G2i (ただし、αg2 = G1s/G2s)
とする。αg1、αg2は、G成分の補正係数である。
The same processing is performed for G and B. That is, for the G component,
If G1i ≦ G1s, Go = αg1 × G1i (where αg1 = 1)
Otherwise, Go = αg2 × G2i (where αg2 = G1s / G2s)
And αg1 and αg2 are G component correction coefficients.
さらに、B成分については、
B1i≦B1sならば、 Bo=αb1×B1i (ただし、αb1 = 1)
そうでなければ、 Bo=αb2×B2i (ただし、αb2 = B1s/B2s)
とする。αb1、αb2は、B成分の補正係数である。
Furthermore, about B component,
If B1i ≦ B1s, Bo = αb1 × B1i (where αb1 = 1)
Otherwise, Bo = αb2 × B2i (where αb2 = B1s / B2s)
And αb1 and αb2 are B component correction coefficients.
このようにすれば、異なる露光条件E1、E2で読み取った結果を滑らかにつなぎ合わせ、ハイライト部が飽和せず、かつ、シャドウ部のS/N比が良好な読取り結果が得られる。また、直線性のよい特性が得られる。換言すれば、単一の露光条件による読取り結果よりもダイナミックレンジの広い読取り結果が得られる。 In this way, it is possible to smoothly connect the results read under different exposure conditions E1 and E2, and obtain a read result in which the highlight portion is not saturated and the shadow portion has a good S / N ratio. In addition, characteristics with good linearity can be obtained. In other words, a read result having a wider dynamic range than that obtained by reading with a single exposure condition can be obtained.
異なる合成手法
図8は、図7と異なる合成手法を示すグラフである。図8では、横軸の階調値がRs以下の領域では読み取り結果として曲線R1iの値を(R2s/R1s)倍した値採用し、横軸の階調値がRsより大きい領域では読み取り結果として曲線R2iの値を採用する。このようにして得られる結果が、実線の曲線Roである。図7と同様、Rsは、中間階調の基準濃度であり、R1s、R2sは、基準濃度Rsの原稿を露光条件E1、E2でそれぞれ読み取ったときの読取り結果の階調値である。
Different Synthesis Method FIG. 8 is a graph showing a synthesis method different from FIG. In FIG. 8, a value obtained by multiplying the value of the curve R1i by (R2s / R1s) is adopted as a reading result in a region where the horizontal axis gradation value is Rs or less, and a reading result is obtained in a region where the horizontal axis gradation value is larger than Rs. The value of the curve R2i is adopted. The result obtained in this way is a solid curve Ro. As in FIG. 7, Rs is a reference density of intermediate gradations, and R1s and R2s are gradation values of reading results when a document having the reference density Rs is read under the exposure conditions E1 and E2, respectively.
曲線Roの値は、次のように表現することもできる。読取り結果の階調値がR1s以下の画素は、その画素データを
Ro=αr1×R1i ただし、αr1 = R2s/R1s
とし、読取り結果の階調値がR1sより大きい画素は、その画素データを
Ro=αr2×R2i ただし、αr2 = 1
とする。αr1、αr2は、R成分の補正係数である。
なお、この態様によれば、Roの算出結果は0〜255の範囲に収まる。即ち、読取り結果の階調値は、8ビットで表現される。
The value of the curve Ro can also be expressed as follows. For pixels whose gradation value is less than R1s, read the pixel data
Ro = αr1 × R1i where αr1 = R2s / R1s
And the pixel value of the read gradation value is larger than R1s
Ro = αr2 × R2i where αr2 = 1
And αr1 and αr2 are R component correction coefficients.
According to this aspect, the calculation result of Ro falls within the range of 0 to 255. That is, the gradation value of the read result is expressed by 8 bits.
G,Bについても、同様の処理を行う。即ち、G成分については、
G1i≦G1sならば、 Go=αg1×G1i (ただし、αg1 = G2s/G1s)
そうでなければ、 Go=αg2×G2i (ただし、αg2 = 1)
とする。αg1、αg2は、G成分の補正係数である。
The same processing is performed for G and B. That is, for the G component,
If G1i ≦ G1s, Go = αg1 × G1i (where αg1 = G2s / G1s)
Otherwise, Go = αg2 × G2i (where αg2 = 1)
And αg1 and αg2 are G component correction coefficients.
さらに、B成分については、
B1i≦B1sならば、 Bo=αb1×B1i (ただし、αb1 = B2s/B1s)
そうでなければ、 Bo=αb2×B2i (ただし、αb2 = 1)
とする。αb1、αb2は、B成分の補正係数である。
Furthermore, about B component,
If B1i ≦ B1s, Bo = αb1 × B1i (where αb1 = B2s / B1s)
Otherwise, Bo = αb2 × B2i (where αb2 = 1)
And αb1 and αb2 are B component correction coefficients.
このようにすれば、異なる露光条件E1、E2で読み取った結果を滑らかにつなぎ合わせ、ハイライト部が飽和せず、かつ、シャドウ部のS/N比が良好な読取り結果が得られる。また、直線性のよい特性が得られる。換言すれば、単一の露光条件による読取り結果よりもダイナミックレンジの広い読取り結果が得られる。 In this way, it is possible to smoothly connect the results read under different exposure conditions E1 and E2, and obtain a read result in which the highlight portion is not saturated and the shadow portion has a good S / N ratio. In addition, characteristics with good linearity can be obtained. In other words, a read result having a wider dynamic range than that obtained by reading with a single exposure condition can be obtained.
また、図1は、図7および図8とさらに異なる合成手法を示すグラフである。図1では、横軸の階調値がRs以下の領域では読み取り結果として曲線R1iの値を(Rs/R1s)倍した値を採用し、横軸の階調値がRsより大きい領域では読み取り結果として曲線R2iの値を(Rs/R2s)倍した値を採用する。このようにして得られる結果が、実線の曲線Roである。Rsは、中間階調の基準濃度であり、R1s、R2sは、基準濃度Rsの原稿を露光条件E1、E2でそれぞれ読み取ったときの読取り結果の階調値である。 FIG. 1 is a graph showing a synthesis method further different from those in FIGS. 7 and 8. In FIG. 1, a value obtained by multiplying the value of the curve R1i by (Rs / R1s) is adopted as a reading result in a region where the horizontal axis gradation value is Rs or less, and a reading result is obtained in a region where the horizontal axis gradation value is larger than Rs. A value obtained by multiplying the value of the curve R2i by (Rs / R2s) is adopted. The result obtained in this way is a solid curve Ro. Rs is the reference density of the intermediate gradation, and R1s and R2s are the gradation values of the reading results when the original having the reference density Rs is read under the exposure conditions E1 and E2, respectively.
曲線Roの値は、次のように表現することもできる。読取り結果の階調値がR1s以下の画素は、その画素データを
Ro=αr1×R1i ただし、αr1 = Rs/R1s
とし、読取り結果の階調値がR1sより大きい画素は、その画素データを
Ro=αr2×R2i ただし、αr2 = Rs/R2s
とする。αr1、αr2は、R成分の補正係数である。
なお、この態様によれば、Roの算出結果は0〜255の範囲に収まり、かつ、ほぼその全範囲に及ぶ。即ち、読取り結果の階調値は、8ビットで表現される。
The value of the curve Ro can also be expressed as follows. For pixels whose gradation value is less than R1s, read the pixel data
Ro = αr1 × R1i where αr1 = Rs / R1s
And the pixel value of the read gradation value is larger than R1s
Ro = αr2 × R2i where αr2 = Rs / R2s
And αr1 and αr2 are R component correction coefficients.
In addition, according to this aspect, the calculation result of Ro falls within the range of 0 to 255, and substantially covers the entire range. That is, the gradation value of the read result is expressed by 8 bits.
G,Bについても、同様の処理を行う。即ち、G成分については、
G1i≦G1sならば、 Go=αg1×G1i (ただし、αg1 = Gs/G1s)
そうでなければ、 Go=αg2×G2i (ただし、αg2 = Gs/G2s)
とする。αg1、αg2は、G成分の補正係数である。
The same processing is performed for G and B. That is, for the G component,
If G1i ≦ G1s, Go = αg1 × G1i (where αg1 = Gs / G1s)
Otherwise, Go = αg2 × G2i (where αg2 = Gs / G2s)
And αg1 and αg2 are G component correction coefficients.
さらに、B成分については、
B1i≦B1sならば、 Bo=αb1×B1i (ただし、αb1 = Bs/B1s)
そうでなければ、 Bo=αb2×B2i (ただし、αb2 = Bs/B2s)
とする。αb1、αb2は、B成分の補正係数である。
Furthermore, about B component,
If B1i ≦ B1s, Bo = αb1 × B1i (where αb1 = Bs / B1s)
Otherwise, Bo = αb2 × B2i (where αb2 = Bs / B2s)
And αb1 and αb2 are B component correction coefficients.
このようにすれば、異なる露光条件E1、E2で読み取った結果を滑らかにつなぎ合わせ、ハイライト部が飽和せず、かつ、シャドウ部のS/N比が良好な読取り結果が得られる。また、直線性のよい特性が得られる。換言すれば、単一の露光条件による読取り結果よりもダイナミックレンジの広い読取り結果が得られる。 In this way, it is possible to smoothly connect the results read under different exposure conditions E1 and E2, and obtain a read result in which the highlight portion is not saturated and the shadow portion has a good S / N ratio. In addition, characteristics with good linearity can be obtained. In other words, a read result having a wider dynamic range than that obtained by reading with a single exposure condition can be obtained.
原稿画像の読取り手順
図9および図10は、この実施の形態において、制御部12が、原稿を読み取る手順の一例を示すフローチャートである。フローチャートに沿って、読み取りの手順を説明する。なお、露光条件の切替えは、露光ランプ61の照度を切替えることにより行われるものとする。
Document Image Reading Procedure FIGS. 9 and 10 are flowcharts showing an example of a procedure in which the
制御部12は、図2に図示しない操作部をユーザーが操作して行った印刷ジョブの指示、即ち、原稿読み取り開始の指示を認識する。指示に応じて、制御部12は、まず、原稿台41の近傍に配置されたシェーディング補正用の基準白板(図2には図示していない)を読み取るべく、その位置へ移動する(ステップS11)。そして、露光条件Eoで基準白板を照射し(ステップS13、その反射光を読み取って基準の出力が得られるように画素信号検出回路のゲインを調整する(ステップS15)。いわゆる、シェーディング補正である。
The
その後、制御部12は、指示された印刷ジョブが、2重露光モードで原稿を読み取るジョブか否かをしらべる。ここで、ユーザーは、操作パネルを用いて2重露光モードか通常の露光モードかを選択する。ユーザーの選択結果は、印刷ジョブの内容を示すパラメータとして印刷ジョブの指示に付加される。制御部は、付加されたパラメータのないように基づいて、2重露光モードか否かを判断する。判断の結果、2重露光モードでなければ、通常の露光モードで原稿を読み取る。この場合、制御部12は、第1走査ブロック42を副走査速度Vsで移動させるように設定する(ステップS19)。また、露光条件Eoで露光ランプ61を点灯させ、原稿46を照射し(ステップS21)、走査を開始するように制御する(ステップS22)。
Thereafter, the
第1走査ブロック42が原稿の先端に達したら、制御部12は、1ライン単位で原稿の読み取りを開始させる。まず、1ラインの画像データを読み取らせる(ステップS23)。このときの各画素の読取値をRi、Gi、Biとする。各色の読取値は、それぞれ7400個の要素からなり、各画素に対応する。読取結果の画素データ画像メモリ59に格納する(ステップS25)。そして、第1走査ブロック42が読み取りの終端位置に達するまで、1ライン単位の読み取りを繰り返す(ステップS27でNoのループ)。
When the
読み取りの終端位置に達したら、制御部12は、第1走査ブロック42を走査開始位置へ戻す(ステップS29)。制御部12は、次に読み取るべき原稿があるかの指示をユーザーに求め(ステップS32)次に読み取るべき原稿があれば、ルーチンはステップS22へ進む。ユーザーからの読取開始の指示を受けると、それに応答して次の原稿の走査を開始する。次の原稿がない場合は、読取処理を終了し、読み取った原稿の画像を形成して出力する(ステップS32)。以上は、通常の露光モードでの走査手順である。
When the reading end position is reached, the
前記ステップS17で、2重露光モードが選択されている場合を以下に説明する。この場合、制御部12は、第1走査ブロック42を2重露光用の基準グレー板の位置へ移動させる(ステップS41)。基準グレー板は、基準白板の隣に配置されている。ただし、図2には図示していない。基準グレー板の濃度は、図7にRsで示す濃度である。制御部12は、まず、露光条件をE1に設定し(ステップS43)、基準グレー板を読み取って、その結果をR1s、G1s、B1sとして一時的に保持する(ステップS45)。次に、露光条件をE2に設定し(ステップS47)、基準グレー板を読み取って、その結果をR2s、G2s、B2sとして一時的に保持する(ステップS49)。読取結果に基づいて、補正係数αr1、αr2、αg1、αg2、αb1、αb2を算出する(ステップS51)。各補正係数の算出方法は、読取結果の合成手法によって異なる。その算出式は、前述の各合成方法の説明で示したとおりである。
A case where the double exposure mode is selected in step S17 will be described below. In this case, the
その後、制御部12は、原稿の走査速度をVs/2に設定する(ステップS53)。2重露光モードの走査速度が通常の露光モードの半分であるのは、同一箇所を2回(2ラインとして)読み取る必要があるからである。
Thereafter, the
続いて、制御部12は、原稿の走査を開始するように制御する(ステップS54)。
第1走査ブロック42が原稿の先端に達したら、制御部12は、1ライン単位で原稿の読み取りを開始させる。まず、露光条件をE1とし(ステップS55)、1ラインの画像データを読み取らせる(ステップS57)。このときの各画素の読取値をR1i、G1i、B1iとする。各色の読取値は、それぞれ7400個の要素からなり、各画素に対応する。1ラインの読み取りを終えたら、露光条件をE2とし(ステップS59)、次の1ラインの画像データを読み取らせる(ステップS61)。このときの各画素の読取値をR2i、G2i、B2iとする。1ラインの読取結果に基づいて、制御部12は、各色の画素データを算出し、画像メモリ59に格納する。演算は、各色の各画素についてそれぞれ行う。
Subsequently, the
When the
まず、R成分について、各画素の演算を行う。各画素の値がRs以下の場合(ステップS63でYesの場合)、画素データRoを、αr1×R1iとして算出する(ステップS67)。各画素の値がRsより大きい場合(ステップS63でNoの場合)、画素データRoを、αr2×R2iとして算出する(ステップS65)。算出結果の各画素データRoを画像メモリ59に格納する(ステップS69)。 First, each pixel is calculated for the R component. When the value of each pixel is equal to or less than Rs (Yes in step S63), pixel data Ro is calculated as αr1 × R1i (step S67). If the value of each pixel is greater than Rs (No in step S63), pixel data Ro is calculated as αr2 × R2i (step S65). Each pixel data Ro as a calculation result is stored in the image memory 59 (step S69).
また、G成分について、各画素の演算を行う。各画素の値がGs以下の場合(ステップS71でYesの場合)、画素データGoを、αg1×G1iとして算出する(ステップS75)。各画素の値がGsより大きい場合(ステップS71でNoの場合)、画素データGoを、αg2×G2iとして算出する(ステップS73)。算出結果の各画素データGoを画像メモリ59に格納する(ステップS77)。 Further, each pixel is calculated for the G component. If the value of each pixel is less than or equal to Gs (Yes in step S71), the pixel data Go is calculated as αg1 × G1i (step S75). If the value of each pixel is greater than Gs (No in step S71), the pixel data Go is calculated as αg2 × G2i (step S73). Each pixel data Go as a calculation result is stored in the image memory 59 (step S77).
また、B成分について、各画素の演算を行う。各画素の値がBs以下の場合(ステップS79でYesの場合)、画素データBoを、αb1×B1iとして算出する(ステップS83)。各画素の値がBsより大きい場合(ステップS79でNoの場合)、画素データBoを、αb2×B2iとして算出する(ステップS81)。算出結果の各画素データBoを画像メモリ59に格納する(ステップS85)。 Further, each pixel is calculated for the B component. If the value of each pixel is equal to or less than Bs (Yes in step S79), the pixel data Bo is calculated as αb1 × B1i (step S83). If the value of each pixel is greater than Bs (No in step S79), the pixel data Bo is calculated as αb2 × B2i (step S81). Each pixel data Bo as a calculation result is stored in the image memory 59 (step S85).
なお、この実施形態では、R,G、Bの順に算出を行ったが、各色成分についての算出は、順不同である。好ましくは、並列的に行う。
このようにして、第1走査ブロック42が読み取りの終端位置に達するまで、ライン単位の読み取りを繰り返す(ステップS87でNoのループ)。
In this embodiment, calculation is performed in the order of R, G, and B, but the calculation for each color component is in no particular order. Preferably, it is performed in parallel.
In this way, reading in units of lines is repeated until the
第1走査ブロック42が読み取りの終端位置に達したら、制御部12は、第1走査ブロック42を走査開始位置へ戻す(ステップS89)。制御部12は、次に読み取るべき原稿があるかの指示をユーザーに求め(ステップS91)次に読み取るべき原稿があれば、ルーチンはステップS54へ進む。ユーザーからの読取開始の指示を受けると、それに応答して次の原稿の走査を開始する。次の原稿がない場合は、読取処理を終了し、読み取った原稿の画像を形成して出力する(ステップS93)。
When the
前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。 In addition to the embodiments described above, there can be various modifications of the present invention. These modifications should not be construed as not belonging to the scope of the present invention. The present invention should include the meaning equivalent to the scope of the claims and all modifications within the scope.
1:画像形成部
1K:黒画像形成部
1C:カラー画像形成部
3:転写ローラ、転写部
5:転写ベルト
7:濃度測定ユニット
9:ベルト駆動ローラ
11:定着装置
12:制御部
13:感光体ドラム
15:帯電装置
17:露光装置
19:現像装置
21:クリーニング装置
23:発光素子
25:正反射受光素子
26:乱正反射受光素子
40:スキャナ部
41:原稿台
42:第1走査ブロック
43:第2走査ブロック
44:結像レンズ
45:リニアイメージセンサ、読取部
46:原稿
47:原稿カバー
49:クロック発振器
50:分周回路
51:CCDセンサ駆動回路
53Lo:画素信号検出回路
55Lo:A/D変換器
57:画素並べ替え部
59:画像メモリ
61:露光ランプ
63:電圧制御/安定化回路
65:高圧電源
67:トリガー発生回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1:
Claims (9)
前記画像読取部に第1の露光条件で原稿を読み取らせ、かつ、第1の露光条件より露光エネルギーの小さい第2の露光条件で原稿を読み取らせる読取制御部と、
第1の露光条件で読み取られた各画素と第2の露光条件で読み取られた各画素をその位置を対応させて合成する画像合成部とを備える原稿読取装置。 An image reading unit that reads a document as a set of pixels under predetermined exposure conditions;
A reading control unit that causes the image reading unit to read a document under a first exposure condition, and to read the document under a second exposure condition whose exposure energy is lower than the first exposure condition;
An original reading apparatus comprising: an image composition unit that composes each pixel read under a first exposure condition and each pixel read under a second exposure condition in correspondence with the position thereof.
読取制御部は、各画素に対するイメージセンサの露光時間を変えることにより第1と第2の露光条件を切替える請求項1記載の原稿読取装置。 The image reading unit includes an image sensor that converts a document image into a pixel-unit signal,
2. The document reading apparatus according to claim 1, wherein the reading control unit switches the first and second exposure conditions by changing an exposure time of the image sensor for each pixel.
前記光源はその照度を変え得るものであり、
前記読取り制御部は、前記光源の照度を変えることにより第1と第2の露光条件を切替える請求項1記載の原稿読取装置。 A light source for illuminating the document;
The light source can change its illuminance,
2. The document reading apparatus according to claim 1, wherein the reading control unit switches between the first and second exposure conditions by changing the illuminance of the light source.
前記光源は間欠発光のデューティー比を変え得るものであり、
前記読取り制御部は、前記光源のデューティー比を変えることにより第1と第2の露光条件を切替える請求項1記載の原稿読取装置。 A light source that emits light intermittently to illuminate the document;
The light source can change the duty ratio of intermittent light emission,
2. The document reading apparatus according to claim 1, wherein the reading control unit switches between the first and second exposure conditions by changing a duty ratio of the light source.
読取制御部は、走査部が原稿を走査するときに第1の露光条件と第2の露光条件とを交互に切り替えながら各画素を読み取らせる請求項1記載の原稿読取装置。 A scanning unit for scanning the document to read each value of the document;
2. The document reading apparatus according to claim 1, wherein the reading control unit reads each pixel while alternately switching between the first exposure condition and the second exposure condition when the scanning unit scans the document.
前記合成部は、各画素の合成後の出力Ro,Go,Boを、
(1)Roについては、R1i≦R1sならばRo=R1i、そうでなければRo=R2i×(R1s/R2s)、
(2)Goについては、G1i≦G1sならばGo=G1i、そうでなければGo=G2i×(G1s/G2s)、
(3)Boについては、B1i≦B1sならばBo=B1i、そうでなければBo=B2i×(B1s/B2s)
として合成する請求項1記載の原稿読取装置。 The gradation values of the red (R), green (G), and blue (B) color components of the pixel obtained when the original is read under the first exposure condition are R1i, G1i, B1i, the predetermined gradation value Rs, When the reference gradation document to be read as Gs and Bs is read in advance under the first exposure condition, the gradation value of each color component is R1s, G1s, and B1s, respectively, and the original is read under the second exposure condition R2i, G2i, B2i for the tone value of each color component of the obtained pixel, and R2s, G2s, B2s for the color component of the pixel obtained when the reference tone document is read in advance under the second exposure condition. , And when
The combining unit outputs the output Ro, Go, Bo after combining each pixel,
(1) For Ro, if R1i ≦ R1s, then Ro = R1i, otherwise Ro = R2i × (R1s / R2s),
(2) For Go, if G1i ≦ G1s, Go = G1i, otherwise Go = G2i × (G1s / G2s),
(3) For Bo, if B1i ≦ B1s, Bo = B1i, otherwise Bo = B2i × (B1s / B2s)
The document reading apparatus according to claim 1, which is synthesized as
前記合成部は、各画素の合成後の出力Ro,Go,Boを、
(1)Roについては、R1i≦R1sならばRo=R1i×(R2s/R1s)、そうでなければRo=R2i、
(2)Goについては、G1i≦G1sならばGo=G1i×(G2s/G1s)、そうでなければGo=G2i、
(3)Boについては、B1i≦B1sならばBo=B1i×(B2s/B1s)、そうでなければBo=B2i
として合成する請求項1記載の原稿読取装置。 The gradation values of the red (R), green (G), and blue (B) color components of the pixel obtained when the original is read under the first exposure condition are R1i, G1i, B1i, the predetermined gradation value Rs, When the reference gradation document to be read as Gs and Bs is read in advance under the first exposure condition, the gradation value of each color component is R1s, G1s, and B1s, respectively, and the original is read under the second exposure condition R2i, G2i, B2i for the tone value of each color component of the obtained pixel, and R2s, G2s, B2s for the color component of the pixel obtained when the reference tone document is read in advance under the second exposure condition. , And when
The combining unit outputs the output Ro, Go, Bo after combining each pixel,
(1) For Ro, if R1i ≦ R1s, then Ro = R1i × (R2s / R1s), otherwise Ro = R2i,
(2) For Go, if G1i ≦ G1s, Go = G1i × (G2s / G1s), otherwise Go = G2i,
(3) For Bo, if B1i ≦ B1s, Bo = B1i × (B2s / B1s), otherwise Bo = B2i
The document reading apparatus according to claim 1, which is synthesized as
前記合成部は、各画素の合成後の出力Ro,Go,Boを、
(1)Roについては、R1i≦R1sならばRo=R1i×(Rs/R1s)、そうでなければRo=R2i×(Rs/R2s)、
(2)Goについては、G1i≦G1sならばGo=G1i×(Gs/G1s)、そうでなければGo=G2i×(Gs/G2s)、
(3)Boについては、B1i≦B1sならばBo=B1i×(Bs/B1s)、そうでなければBo=B2i×(Bs/B2s)
として合成する請求項1記載の原稿読取装置。 The gradation values of the red (R), green (G), and blue (B) color components of the pixel obtained when the original is read under the first exposure condition are R1i, G1i, B1i, the predetermined gradation value Rs, When the reference gradation document to be read as Gs and Bs is read in advance under the first exposure condition, the gradation value of each color component is R1s, G1s, and B1s, respectively, and the original is read under the second exposure condition R2i, G2i, B2i for the tone value of each color component of the obtained pixel, and R2s, G2s, B2s for the color component of the pixel obtained when the reference tone document is read in advance under the second exposure condition. , And when
The combining unit outputs the output Ro, Go, Bo after combining each pixel,
(1) For Ro, if R1i ≦ R1s, then Ro = R1i × (Rs / R1s), otherwise Ro = R2i × (Rs / R2s),
(2) For Go, if G1i ≦ G1s, Go = G1i × (Gs / G1s), otherwise Go = G2i × (Gs / G2s),
(3) For Bo, if B1i ≤ B1s, Bo = B1i x (Bs / B1s), otherwise Bo = B2i x (Bs / B2s)
The document reading apparatus according to claim 1, which is synthesized as
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WO2017114252A1 (en) * | 2015-12-31 | 2017-07-06 | 青岛海尔股份有限公司 | Static image collection method and device |
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