JP3948694B2 - Image reading apparatus and image processing apparatus including the image reading apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像読取装置に関し、より詳細には、CCD等のリニアイメージセンサにより光電変換した原稿画像信号をデジタル信号に変換して処理する画像読取において、読み取り画像信号における奇数画素と偶数画素の出力差を低減させるようにした画像読取装置及び該画像読取装置を備えたスキャナ、電子写真複写機、FAX等の画像処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の画像読取装置は、スキャナ、電子写真複写機、FAX等で利用されるもので、図8に例示される装置構成をとる。
ここに示す画像読取装置は、原稿15を載置するコンタクトガラス1と、原稿照明用のハロゲンランプ2、第1反射ミラー3を載せた第1キャリッジ6と、第2反射ミラー4及び第3反射ミラー5を載せた第2キャリッジ7と、原稿14から第1〜3反射ミラー3〜5を介して伝えられる原稿画像を結像させるレンズユニット8と、センサーボード10上でレンズユニット8の結像面に配置されたCCDリニアイメージセンサ9(以下、単に「CCD」と記す)と、読み取り光学系等による各種の歪みを補正するための白基準板15と、センサーボード10でCCD9を駆動し画像を読み取った後、信号ケーブル11を介し出力される画像信号を処理する信号処理部12と、から構成される。
画像を読み取るCCD9は、複数の画素(光電変換素子)が一列に配置され、各画素が受けた光量に応じて蓄積された電荷を画素列に沿い、所定の繰り返し周期で主走査して順次取り出すとともに、第1キャリッジ6及び第2キャリッジ7をステッピングモータによって主走査方向に交叉する副走査方向(図示のA方向)に移動させることにより原稿全面の画像を光電変換素子で読み取って、画像信号として出力する。
【0003】
図9に、CCD9の出力画像信号を処理する信号処理部12のより詳細なブロック図が示されている。
信号処理部12で行われる、CCD9の出力からデジタル画像信号を得るまでの信号処理では、まず、CCD9から駆動パルスに同期して画像信号VO(奇数画素信号)、VE(偶数画素信号)が出力され、サンプルホールド回路16によって画像信号VO,VEをそれぞれサンプルパルスによりサンプリングし、保持することによって画像信号を連続したアナログ信号にする。次に、このアナログ画像信号に黒レベル補正回路17においてCCDの暗出力のレベルのバラツキの補正がなされた後、増幅回路18において各色の(図示していないが、カラー読み取りの場合R,G,Bの各色毎に読み取り画像信号が処理される)奇数、偶数画素の画像信号VO,VE出力を一定レベルに合わせた後、マルチプレクス回路19において奇数、偶数画素の出力をマルチプレクスし画像信号Vとされる。画像信号Vは増幅回路20でA/D変換の基準電圧のレベルに増幅された後、A/D変換回路21によって8bitのデジタルデータに変換される。こうして得られたデジタル画像信号はシェーディング補正回路22において用意されている補正値(即ち、ハロゲンランプ2で照射された白基準板15の反射光をCCD9で読み取ることにより得られた所定の濃度のレベルへの補正値)により、CCD9の感度バラツキや照射系の配光ムラの補正が施され、図面では省略されているが、画像データに各種のデジタル画像処理が施され、画像データを利用する外部の回路や装置にI/F25を介して送られる。
【0004】
ところで、奇数画素用のCCDシフトレジスタと、偶数画素用のCCDシフトレジスタを備えたCCDに一般的にいえるが、シフトレジスタの特性差により、奇数画素信号VOと偶数画素信号VEの出力信号レベルに差が生じる。特に、3ラインのカラーCCDのような複数ラインのCCDシフトレジスタを有する場合には、シフトレジスタ同士の干渉がこの奇偶差の原因となっている。
この奇偶差も、上記した信号処理の際に、増幅回路18および黒レベル補正回路部17において白側および黒側では補正されるが、奇数画素信号と偶数画素信号とで直線特性が異なると、中間階調領域では、奇数画素信号と偶数画素信号との強度差の補正は困難になる。
この問題に対して、従来提案された解決方法では、主走査もしくは副走査方向の読み取り位置にグレースケールチャートを設け、その各ステップの読取データを基にγ補正テーブルを参照し、奇偶差を補正した値を出力し高階調で安定した画像読取りを可能にしているが、この方式では、機構が複雑になる上に、全階調をある程度多段階に補正しないと、奇偶差は補正できても、合成した画像データの直線性がくずれてしまう恐れがある。
【0005】
最近のCCDはデバイス技術の進歩などでシフトレジスタ間の干渉などは、かなり軽減されCCD単体が原因となる奇偶差は少なくなってきている。一方、画像読取装置の高速化、高精度化への要求が強く、画素周波数が高くなってきており、シフトレジスタ間の干渉より、むしろ奇数画素、偶数画素をマルチプレクスした際の切り替えノイズやアンプのステップ応答などによるノイズの重畳が奇偶差の大きな要因となってきている。
図10は白基準板15を読んだ際の画像信号に1連のアナログ処理を施しマルチプレクスするアナログ信号処理回路24から出力される連続する画素のアナログ画像信号(即ち、A/D変換回路21に入力される直前のアナログ信号)とA/D変換回路21の入力クロックのタイミングを表したものある。本来であれば、白基準板を読んだ時の画像信号のレベルは奇数画素、偶数画素でそろっていなけらばならないが、実際にA/D変換回路21に入力されるアナログ信号は奇数画素、偶数画素をマルチプレクスした際の切り替えノイズやアンプのステップ応答などによるノイズが重畳し、さらに、画素周波数が高くなってくると、1画素期間は短くなるのでより画素波形にノイズの占める割合は高くなり、図10に示すように、奇数画素と偶数画素の波形間において周期性のない信号となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このような状態のアナログ画像信号をA/D変換回路21では、図示のように、奇数、偶数それぞれの画素周期に合わせたタイミングのクロックでサンプリングをするが、このとき、サンプリングのクロックタイミングによっては、奇数画素と偶数画素の波形間において周期性がないために、図10のように奇数画素と偶数画素とで画像データのレベルに差ができてしまう。
このサンプリング状態で白レベル調整を行なうと奇数画素側と偶数画素側に適当なゲインがかけられ、図11のようなアナログ画像信号の出力状態になる。同図に示す状態では、サンプリングされた奇数画素と偶数画素の画像信号レベルが揃うので、白レベルの調整はなされるものの、中間階調での直線性は保てない、という問題を残す。
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、高速で奇数画素、偶数画素のアナログ合成を行う時に重畳するノイズ成分の影響により生じる奇偶差を低減させて、中間階調領域においても直線性を確保できる画像信号レベルの調整を行うことにより、良質の読み取り画像信号を得ることが出来る画像読取装置及び該画像読取装置を備えた画像処理装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、読取対象からの光学画像を受け入れる複数画素の配列からなる光電変換手段と、光電変換手段の画素の配列における奇数画素と偶数画素により変換された画像信号をそれぞれ別のアナログ処理系で並列処理するアナログ信号処理回路と、該アナログ信号処理回路の出力信号から奇数画素及び偶数画素の画像信号をそれぞれに対応する異なるサンプリングクロックにより取り出し、A/D変換する奇数画素と偶数画素の画像信号に応じて用意されたA/D変換回路とを有する画像読取装置において、前記A/D変換回路のサンプリングクロックのタイミングを奇数画素と偶数画素の画像信号に対して独立して調整するクロックタイミング制御回路を備えることを特徴とする画像読取装置を構成する。
【0008】
請求項2の発明は、請求項1に記載された画像読取装置において、前記クロックタイミング制御回路は、奇数画素及び偶数画素により変換された画像信号出力の差値に応じて前記サンプリングクロックの位相を独立して制御することにより、前記サンプリングクロックのタイミングを調整することを特徴とするものである。
【0009】
請求項3の発明は、請求項2に記載された画像読取装置において、前記クロックタイミング制御回路は、奇数画素及び偶数画素により変換された画像信号出力の差値を、所定の光学的特性を持つ基準体の光学像を読み取ったときの出力値から求めることを特徴とするものである。
【0010】
請求項4の発明は、請求項2又は3に記載された画像読取装置において、前記クロックタイミング制御回路は、奇数画素及び偶数画素により変換された画像信号出力の差値を前記A/D変換回路のデジタルデータ出力から求めることを特徴とするものである。
【0011】
請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載された画像読取装置を備えたことを特徴とする画像処理装置を構成する。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明による画像読取装置を添付する図面とともに示す以下の実施例に基づき説明する。
図1に本実施例の画像読取装置の概略構成を示す。同図に示すように、本実施例の画像読取装置は、原稿37を載置するコンタクトガラス24と、原稿照明用のハロゲンランプ25及び第1反射ミラー26を載せた第1キャリッジ29と、第2反射ミラー27及び第3反射ミラー28を載せた第2キャリッジ30と、原稿37から第1反射ミラー26、第2反射ミラー27及び第3反射ミラー28を介して伝えられる原稿画像を結像させるレンズユニット31と、レンズユニット8の結像面に配置されたCCDリニアイメージセンサ32(以下、単に「CCD」と記す)と、CCD32とその駆動回路(図示せず)を載置するセンサーボード33と、読み取り光学系等による各種の歪みを補正するための白基準板38と、センサーボード33でCCD32を駆動し画像を読み取った後、信号ケーブル34を介し出力される画像信号を処理する信号処理部35と、をスキャナ本体36に備えることにより構成される。
【0013】
図1を参照して、本実施例の画像読取装置による原稿画像の読み取り動作に係わる詳細を以下に説明すると、原稿画像を読み取るCCD32は、複数の画素(光電変換素子)が一列に配置され、各画素が受けた光量に応じて蓄積された電荷を画素列に沿い、所定の繰り返し周期で主走査して順次取り出すとともに、第1キャリッジ29及び第2キャリッジ30をステッピングモータ(図示せず)によって主走査方向に交叉する副走査方向Aに移動させる(なお、第1キャリッジ29及び第2キャリッジ30の移動は、原稿37の光照射面からCCD32の受光面までの光路長が常に一定となるように駆動される)。こうした2次元の走査により、原稿全面の画像を光電変換素子で読み取って、画像信号として出力する。
【0014】
図2に、CCD32の出力画像信号を処理する信号処理部35のより詳細なブロック図が示されている。
信号処理部35では、CCD32の画像出力に対しアナログ信号処理回路50によるアナログ処理と、その後、画像信号に各種の補正処理が施され、スキャナ、電子写真複写機、FAX等の画像処理装置が使用可能な信号形態の画像データを得るまでのデジタル信号処理過程を行い、I/F51を介して外部の回路或いは装置に送られる。
ここでは、先ず、センサーボード33上に載置されたCCD32の駆動回路(図示せず)が発生する駆動パルスに同期してCCD32から画像信号VO(奇数画素信号)、VE(偶数画素信号)が出力され、サンプルホールド回路39によって画像信号VO,VEをそれぞれサンプルパルスによりサンプリングし保持することによって画像信号を連続したアナログ信号にする。
次に、このアナログ画像信号に黒レベル補正回路40においてCCD32の暗出力のレベルのバラツキの補正がなされた後、増幅回路41において各色の(図示していないが、カラー読み取りの場合R,G,Bの各色毎に読み取り画像信号が処理される)奇数、偶数画素の画像信号VO,VE出力を一定レベルに合わせた後、マルチプレクス回路42において、奇数、偶数画素の出力をマルチプレクスし画像信号Vとする。画像信号Vは増幅回路43でA/D変換の基準電圧のレベルに増幅された後、A/D変換回路44によって8bitのデジタルデータに変換される。
【0015】
A/D変換回路44は、奇数、偶数画素の画像信号に応じて一対用意され、各変換回路のサンプリングクロックの位相を位相制御回路49により制御しサンプリングのタイミングを調整可能としている。さらに、位相制御回路49への位相制御命令を生成するために、奇数、偶数画素の画像信号に応じて用意されたA/D変換回路の出力データを保持するデジタル値検出レジスタ47と奇偶差検出回路48を有する。
A/D変換後のデジタル画像信号はシェーディング補正回路45において用意されている補正値(即ち、ハロゲンランプ25で照射された白基準板38の反射光をCCD32読み取ることにより得られた所定の濃度のレベルへの補正値)により、CCD32の感度バラツキや照射系の配光ムラの補正が施される。
なお、センサーボード基板33のCCD32の駆動回路に入力されるCCD32の駆動に必要なタイミング信号、或いは、信号処理基板35の信号処理基板35上の各回路の動作に必要なタイミング信号はともに、タイミング信号発生回路46において相互にタイミングを調整して生成される。
【0016】
次に、本実施例における奇数、偶数画素の画像出力の間に生じる出力レベル差を低減させる奇偶差の補正動作について、図3に示す動作フローに従い、より詳細に説明する。なお、図3中のステップ符号を以下の説明において、参照のために括弧書きにて示す。
アナログ信号処理回路50における増幅回路41では、図示しないCPUからの制御データによりAGCを行い、各色信号の奇数、偶数画素の出力を一定レベルに合わせることにより、白レベル補正を行うが、この白レベル補正動作を行う前に奇偶差の補正動作を行う。
奇偶差の補正動作は、先ず、停止状態にある両キャリッジ29、30を図1に示すA方向に移動させて、ホームポジションから有効画像範囲にさしかかる直前に位置する白基準板38を読み取る。読み取った白基準板38の信号を固定ゲインで処理し、奇数、偶数信号に対してそれぞれ設けたA/D変換回路44によって変換されたデジタルの白基準板読取データをデジタル値検出レジスタ47に保持する(S31)。
【0017】
検出レジスタ47に保持された奇数画素と偶数画素の白基準板読取データを取り出し、奇偶差検出回路48において両者のレベル差(奇偶差)値Xを算出し(S32)、算出した奇偶差値と目標とする奇偶差レベル値とを比較演算、即ち、−|目標奇偶差レベル|≦X≦|目標奇偶差レベル|の条件を満たすか否かをチェックする(S33)。
検出した奇偶差Xが目標レベルの範囲を外れる(条件を満たさない)場合には、位相制御回路49に位相制御命令を出し、A/D変換回路44へ入力するサンプリングクロックのタイミング(位相)をずらす。タイミングを変えたところで、再び白基準板38を読み取り、奇偶差を算出し比較演算し、必要であればA/D変換のサンプリングクロックのタイミングをずらすという動作を奇偶差が目標レベル値の範囲に収まるまで繰返す(S34)。
奇偶差が目標レベル範囲に収まったところで、奇偶差補正を終え、デジタルの白基準板の読取データに応じて増幅回路41では、白レベル補正を行う(S35)。この時、さらに、各色信号の奇数、偶数画素の出力を一定レベルに合わせるように補正がなされる。
【0018】
上記の、A/D変換回路44へ入力するサンプリングクロックのタイミング(位相)を制御する位相制御回路49の動作(A/Dクロックずらし)を、図4に例示される動作フローに従い具体的に示すと、ここでは、位相制御命令が入力される毎に、先ず、偶数側クロックを固定し(S41)、奇数側のクロックを位相が遅れる方向に一定の間隔、例えば3ステップ、ずらし、その後、位相が進む方向に3ステップずらす(S42)。この時に奇偶差を検出して、検出した奇偶差が目標レベル範囲に収まるかをチェックし(S43)、いずれかで目標レベル範囲に収まれば、この動作を終了させる。また、いずれも奇偶差が目標値に収まるタイミングにならない場合に、奇数側の位相ずらしを終え(S44)、偶数側の位相ずらしを行う。
次に、奇数側のクロックを固定し(S45)、偶数側のクロックの位相を遅れ方向および進み方向に3ステップずつずらしながら、奇数側で行ったと同じ手順を行い適正なタイミングを見つける(S46〜48)。ここでは、位相を遅れ方向および進み方向にずらした結果、いずれも奇偶差が目標値に収まるタイミングにならない場合に、エラーが生じたと判断し、エラー処理を行う(S49)。
【0019】
この手順による画像信号の処理過程を信号波形で説明すると、例えば、白基準板38を読んだ際にアナログ信号処理回路50から出力される連続する画素のアナログ画像信号(即ち、A/D変換回路44に入力される直前のアナログ信号)とA/D変換回路44へ入力されるサンプリングクロックのタイミングが図10のように、奇数、偶数側のクロックの位相をずらさない状態であると、奇数画素と偶数画素との読取レベルが異なるので奇偶差が発生する。ここで、前述したような手順で、位相制御回路49において、偶数側を固定し、奇数側の位相を進める方向にA/D入力クロックのタイミングをずらして、図5の状態にしたとすると、このタイミングでは、サンプリングした奇数画素と偶数画素のレベルが等しく、奇偶差のない出力が得られる。従って、次に固定ゲインで白基準板38を読む際は奇数画素と偶数画素の読み取りレベルの差が無くなるので、この後に白レベル補正によるゲイン設定を行なった場合に、中間階調での奇偶差が低減される。
【0020】
次に、本発明の奇数、偶数画素の画像出力の間に生じる出力レベル差を低減させる奇偶差の補正動作の他の実施例について示す。
本実施例においては、図6に示すように、白基準板52の他に、読み取り位置に設けた中間階調の濃度を持った中間調基準板51を用いて、白レベル補正の前段の手順として中間階調の奇偶差の補正を行うものである。なお、図6に示す読取装置は、中間調基準板51を除いて、その他は図1と同一の装置構成であり、図1をともに参照する。
この奇偶差の補正動作を、図7に示す動作フローに従い、より詳細に説明する。なお、図7中のステップ符号を以下の説明において、参照のため、括弧書きにて示す。
本例の奇偶差の補正動作は、先ず、停止状態にある両キャリッジ29、30を図1に示すA方向に移動させて、ホームポジションから有効画像範囲にさしかかる直前に位置する白基準板52を読み取る。白基準板読取信号を固定ゲインで処理し、デジタルの白基準板読取データを所定値にすべくゲインの設定を行う(S71)。
白レベル補正開始時の通常の動作を行った後に、今度はキャリッジの移動によりホームポジションから白基準板52の直前に位置する中間調基準板51を設定ゲインで読み取り、奇数、偶数信号に対してそれぞれ設けたA/D変換回路44によって変換されたデジタルの中間調基準板読取データをデジタル値検出レジスタ47に保持する(S72)。
【0021】
検出レジスタ47に保持された奇数画素と偶数画素の中間調基準板読取データを取り出し、奇偶差検出回路48において両者のレベル差(奇偶差)値Xを算出し(S73)、算出した奇偶差値と目標とする奇偶差レベル値とを比較演算し、即ち、−|目標奇偶差レベル|≦X≦|目標奇偶差レベル|の条件を満たすか否かをチェックする(S74)。
検出した奇偶差Xが目標レベルの範囲を外れる(条件を満たさない)場合には、位相制御回路49に位相制御命令を出し、A/D変換回路44へ入力するサンプリングクロックのタイミング(位相)をずらす。タイミングを変えたところで、再び白基準板52を読み取りゲイン設定をし直し、その後に中間調基準板51を設定ゲインで読み取り、偶奇差を算出し比較演算し、必要であればA/D変換のサンプリングクロックのタイミングをずらすという動作を奇偶差が目標レベル値の範囲に収まるまで繰返す(S75)。
奇偶差が目標レベル範囲に収まったところで、奇偶差補正を終え、デジタルの白基準板の読取データに応じて増幅回路41では、白レベル補正を行う。この時、さらに各色信号の奇数、偶数画素の出力を一定レベルに合わせるように補正が施される。
【0022】
【発明の効果】
(1) 請求項1の発明の画像読取装置によると、A/D変換回路のサンプリングクロックのタイミングを奇数画素と偶数画素信号の画像信号に対して独立して調整し、適正なタイミングを得ることにより、高速で奇数画素、偶数画素信号のアナログ合成を(複合)行う時に重畳するノイズ成分の影響により生じる奇偶差が低減され、良質の読取画像信号を得ることができる。
(2) 請求項2の発明の画像読取装置によると、光学像を読み取ったときの奇数画素及び偶数画素により変換された画像信号出力の差値に応じてサンプリングクロックの位相を独立して制御するフィードバック系を備えることにより、サンプリングクロックのタイミングの調整をし、奇偶差補正を最適化することが出来る。
(3) 請求項3の発明の画像読取装置によると、白基準板や中間調基準板を読み取ったときの奇数画素及び偶数画素の画像信号出力の差に基づいてサンプリングクロックのタイミングの調整量を定めることにより、より正確に奇偶差が低減でき、また、中間階調の直線性を確保できる。
(4) 請求項4の発明の画像読取装置によると、奇数画素及び偶数画素の画像信号出力の差を前記A/D変換回路のデジタルデータ出力から求めることにより、安定し確実な動作で奇偶差の補正が出来、また、デジタルデータによるシェーディング補正等の処理の精度を向上させる。
(5) 請求項5の発明の画像処理装置において、高速で奇数画素、偶数画素のアナログ合成を行う時に重畳するノイズ成分の影響により生じる奇偶差が低減され、中間階調領域においても直線性が確保された良質の読み取り画像信号による画像処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による画像読取装置の実施例の構成を概略図にて示す。
【図2】本発明による画像読取装置のCCDの出力画像信号の信号処理部を示す。
【図3】本発明における奇偶差の補正動作のフローを示す。
【図4】本発明におけるA/D変換回路のクロックずらし動作のフローを示す。
【図5】本発明におけるアナログ信号処理回路の出力画像信号とA/D変換回路の入力サンプリングクロックのタイミングを示す。
【図6】図1の画像読取装置に中間調基準板を付加した実施例を示す。
【図7】本発明における奇偶差の補正動作の他の実施例のフローを示す。
【図8】従来の画像読取装置の構成を概略図にて示す。
【図9】従来の画像読取装置のCCDの出力画像信号の信号処理部を示す。
【図10】従来のアナログ信号処理回路の出力画像信号とA/D変換回路の入力サンプリングクロックのタイミングを示す。
【図11】ゲイン調整後の図10の信号波形を示す。
【符号の説明】
32…CCDリニアイメージセンサ、 33…センサボード、
35…信号処理部、 38、52…白基準板、
44…A/D変換回路、 48…デジタル値検出レジスタ、
48…奇偶差検出回路、 49…位相制御回路、
50…アナログ信号処理回路、 51…中間調基準板。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image reading apparatus, and more specifically, in image reading in which an original image signal photoelectrically converted by a linear image sensor such as a CCD is converted into a digital signal and processed, an odd pixel and an even pixel in the read image signal are processed. The present invention relates to an image reading apparatus capable of reducing an output difference, and an image processing apparatus such as a scanner, an electrophotographic copying machine, and a fax machine including the image reading apparatus.
[0002]
[Prior art]
A conventional image reading apparatus is used in a scanner, an electrophotographic copying machine, a FAX, or the like, and has an apparatus configuration illustrated in FIG.
The image reading apparatus shown here includes a
In the
[0003]
FIG. 9 shows a more detailed block diagram of the
In the signal processing performed by the
[0004]
By the way, it can be generally said that a CCD shift register for odd pixels and a CCD shift register for even pixels are used. However, the output signal levels of the odd pixel signal VO and the even pixel signal VE are different due to the difference in characteristics of the shift register. There is a difference. In particular, in the case of having a multi-line CCD shift register such as a 3-line color CCD, the interference between the shift registers causes this odd-even difference.
This odd / even difference is also corrected on the white side and the black side in the amplification circuit 18 and the black level correction circuit unit 17 in the signal processing described above, but when the linear characteristics are different between the odd pixel signal and the even pixel signal, In the intermediate gradation region, it is difficult to correct the intensity difference between the odd pixel signal and the even pixel signal.
To solve this problem, the conventionally proposed solution provides a gray scale chart at the reading position in the main scanning or sub-scanning direction, and corrects the odd / even difference by referring to the γ correction table based on the reading data at each step. However, with this method, the mechanism is complicated, and even if the odd / even difference can be corrected unless all the gradations are corrected to some degree, the mechanism is complicated. There is a risk that the linearity of the synthesized image data may be lost.
[0005]
In recent CCDs, due to advances in device technology, interference between shift registers is considerably reduced, and the odd-even difference caused by a single CCD has been reduced. On the other hand, there is a strong demand for high-speed and high-precision image reading devices, and the pixel frequency is increasing. Rather than interference between shift registers, switching noise and amplifiers when multiplexing odd and even pixels are used. Noise superposition due to the step response is a major factor in odd-even differences.
FIG. 10 shows an analog image signal (that is, an A / D conversion circuit 21) of continuous pixels output from an analog
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the A /
When white level adjustment is performed in this sampling state, an appropriate gain is applied to the odd-numbered pixel side and even-numbered pixel side, resulting in an analog image signal output state as shown in FIG. In the state shown in the figure, since the image signal levels of the odd-numbered pixels and even-numbered pixels sampled are aligned, the white level is adjusted, but the problem that the linearity at the intermediate gradation cannot be maintained remains.
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and its object is to reduce odd-even differences caused by the influence of noise components superimposed when analog synthesis of odd and even pixels is performed at high speed. Provided is an image reading apparatus capable of obtaining a high-quality read image signal by adjusting an image signal level that can ensure linearity even in an intermediate gradation region, and an image processing apparatus including the image reading apparatus. It is in.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a photoelectric conversion means comprising an array of a plurality of pixels that accepts an optical image from a reading object, and an image signal converted by an odd pixel and an even pixel in the pixel array of the photoelectric conversion means. an analog signal processing circuit you parallel processing in the processing system, taken out by different sampling clocks corresponding to the respective image signals of the odd pixels and the even-numbered pixels from the output signal of the analog signal processing circuit, and the odd pixel to be converted a / D In an image reading apparatus having an A / D conversion circuit prepared according to an image signal of an even pixel, the timing of the sampling clock of the A / D conversion circuit is independent of the image signal of the odd pixel and the even pixel. An image reading apparatus including a clock timing control circuit for adjustment is configured.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the first aspect, the clock timing control circuit adjusts the phase of the sampling clock in accordance with a difference value between image signal outputs converted by odd and even pixels. The timing of the sampling clock is adjusted by independent control.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the second aspect, the clock timing control circuit has a predetermined optical characteristic for a difference value of the image signal output converted by the odd-numbered pixel and the even-numbered pixel. It is obtained from an output value when an optical image of a reference body is read.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, in the image reading device according to the second or third aspect, the clock timing control circuit uses the A / D conversion circuit to calculate a difference value between image signal outputs converted by odd and even pixels. It is obtained from the digital data output.
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an image processing apparatus comprising the image reading apparatus according to any one of the first to fourth aspects.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An image reading apparatus according to the present invention will be described based on the following embodiments shown with the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of the image reading apparatus of the present embodiment. As shown in the figure, the image reading apparatus of this embodiment includes a
[0013]
Referring to FIG. 1, the details relating to the reading operation of the original image by the image reading apparatus of the present embodiment will be described below. The
[0014]
FIG. 2 shows a more detailed block diagram of the
In the
Here, first, an image signal VO (odd-numbered pixel signal) from the sensor driving circuit of
Next, after the black
[0015]
A pair of A /
The digital image signal after A / D conversion has a correction value prepared in the shading correction circuit 45 (that is, a predetermined density obtained by reading the reflected light of the
The timing signal necessary for driving the
[0016]
Next, the odd / even difference correction operation for reducing the output level difference generated between the image output of the odd and even pixels in this embodiment will be described in more detail according to the operation flow shown in FIG. Note that step symbols in FIG. 3 are shown in parentheses for reference in the following description.
In the
In the odd / even difference correction operation, first, the
[0017]
The white reference plate reading data of the odd and even pixels held in the
If the detected odd / even difference X is out of the target level range (does not satisfy the condition), a phase control command is issued to the
When the odd / even difference falls within the target level range, the odd / even difference correction is completed, and the
[0018]
The operation (A / D clock shift) of the
Next, the odd-numbered clock is fixed (S45), and the same procedure as that performed on the odd-numbered side is performed while shifting the phase of the even-numbered clock by 3 steps in the delay direction and the advance direction to find an appropriate timing (S46-). 48). Here, it is determined that an error has occurred when the odd / even difference has not reached the target value as a result of shifting the phase in the delay direction and the advance direction, and error processing is performed (S49).
[0019]
An image signal processing process according to this procedure will be described with reference to a signal waveform. For example, an analog image signal (that is, an A / D conversion circuit) of continuous pixels output from the analog
[0020]
Next, another embodiment of the odd / even difference correction operation for reducing the output level difference generated between the image outputs of the odd and even pixels according to the present invention will be described.
In this embodiment, as shown in FIG. 6, in addition to the
This odd / even difference correction operation will be described in more detail according to the operation flow shown in FIG. Note that step codes in FIG. 7 are shown in parentheses for reference in the following description.
The odd / even difference correction operation of this example is as follows. First, the
After performing the normal operation at the start of white level correction, this time, the
[0021]
The halftone reference plate reading data of the odd and even pixels held in the
If the detected odd / even difference X is out of the target level range (does not satisfy the condition), a phase control command is issued to the
When the odd / even difference falls within the target level range, the odd / even difference correction is completed, and the
[0022]
【The invention's effect】
(1) According to the image reading apparatus of the first aspect of the present invention, the timing of the sampling clock of the A / D conversion circuit is adjusted independently with respect to the image signals of the odd-numbered pixel and even-numbered pixel signals to obtain an appropriate timing. the odd pixels at high speed, (complex) analog synthesis of even-numbered pixel signals is reduced parity difference caused by the influence of the noise component superimposed on when cormorants row, it is possible to obtain a read image signal of good quality.
(2) According to the image reading apparatus of the invention of
(3) According to the image reading apparatus of the invention of
(4) According to the image reading apparatus of the fourth aspect of the present invention, the difference between the odd-numbered pixel and the even-numbered image signal output is obtained from the digital data output of the A / D conversion circuit, so that the odd-even difference can be obtained with stable and reliable operation. In addition, the accuracy of processing such as shading correction using digital data can be improved.
(5) The image processing apparatus of the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 schematically shows a configuration of an embodiment of an image reading apparatus according to the present invention.
FIG. 2 shows a signal processing unit for an output image signal of a CCD of an image reading apparatus according to the present invention.
FIG. 3 shows a flow of odd / even difference correction operation according to the present invention.
FIG. 4 shows a flow of clock shifting operation of the A / D conversion circuit in the present invention.
FIG. 5 shows the timing of the output image signal of the analog signal processing circuit and the input sampling clock of the A / D conversion circuit in the present invention.
6 shows an embodiment in which a halftone reference plate is added to the image reading apparatus of FIG.
FIG. 7 shows a flow of another embodiment of the odd-even difference correcting operation according to the present invention.
FIG. 8 schematically shows a configuration of a conventional image reading apparatus.
FIG. 9 shows a signal processing unit for an output image signal of a CCD of a conventional image reading apparatus.
FIG. 10 shows the timing of an output image signal of a conventional analog signal processing circuit and an input sampling clock of an A / D conversion circuit.
11 shows the signal waveform of FIG. 10 after gain adjustment.
[Explanation of symbols]
32 ... CCD linear image sensor, 33 ... Sensor board,
35 ... Signal processing unit, 38, 52 ... White reference plate,
44 ... A / D conversion circuit, 48 ... Digital value detection register,
48 ... odd / even difference detection circuit, 49 ... phase control circuit,
50: Analog signal processing circuit 51: Halftone reference plate
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