JP2001086340A

JP2001086340A - 画像読取装置及びその制御方法

Info

Publication number: JP2001086340A
Application number: JP25944999A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Kawai; 義昭川合
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-09-13
Filing date: 1999-09-13
Publication date: 2001-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】イメージセンサから出力される画像信号のオ
フセット・ゲインをいっそう精度よく調整できる画像読
取装置を提供すること。【解決手段】サンプリングクロック発生手段が発生す
るサンプリングクロックの位相を順次所定の許容範囲内
の位相群のうちからに順次切換えて仮設定しつつ、それ
ら切り換えた各位相において前記イメージセンサにより
１ライン分の前記黒基準画像をそれぞれ読み取って得ら
れた画像データについての黒最大値が所定の許容黒最大
値範囲内となった場合に仮設定されていた位相にサンプ
リングクロックの位相を本設定すると共に、当該黒最大
値から所定値を減じた値が所定の適正黒最大値範囲内に
なるような当該所定値に相当するレベルにオフセット相
殺信号を本設定することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像を読み取った
イメージセンサから画素クロックに同期して出力される
画像信号を、Ａ／Ｄ変換手段により前記画素クロックに
同期したサンプリングクロックでサンプリングすること
により画像データを得る画像読取装置及びその制御方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記従来の画像読取装置においてイメー
ジセンサから出力され、Ａ／Ｄ変換手段に入力される画
像信号のオフセット成分を適正範囲に調整したり、ゲイ
ンを適正範囲に調整したりする場合、それらの調整は、
単体のイメージセンサ側で行っていた。

【０００３】すなわち、光電変換素子と、その光電変換
素子から出力される画像信号のオフセットやゲインを調
整して出力する補正回路とから構成されるイメージセン
サのオフセットやゲインを、前記補正回路により、画像
読取装置に組み込まれる前に、イメージセンサ単体とし
て適正範囲に調整していた。

【０００４】しかし、そのイメージセンサ単体でオフセ
ットやゲインを適正範囲に厳密に調整したとしても、イ
メージセンサを画像読取装置に搭載して、画像読取装置
全体として見た場合、電気的な環境の変化等の要因によ
り、前記Ａ／Ｄ変換手段に入力される画像信号のオフセ
ットやゲインが必ずしも適正範囲ではなくなるおそれが
ある。

【０００５】また、前記Ａ／Ｄ変換手段に入力される画
像信号のオフセット・ゲインが適正範囲に調整されたと
しても、その後の画像読取装置の電源電圧、イメージセ
ンサに原稿画像を読み取らせるための光源の光量等の変
化や、設置環境毎のばらつきにより、適正範囲からずれ
てしまい、イメージセンサ単体での調整可能範囲を越
え、調整不能になってしまうおそれがある。

【０００６】このように、従来の画像読取装置において
は、イメージセンサ単体でオフセット・ゲインを適正範
囲に調整したとしても、前記Ａ／Ｄ変換器に入力される
画像信号のオフセット・ゲインが、適正範囲外にずれて
しまう場合があり、また、そのずれかが、イメージセン
サ単体での調整可能範囲をこえてしまうと、調整不能と
なり、イメージセンサを交換しなければならない場合も
生じるという問題点があった。

【０００７】そこで、本願発明の発明者は、画像を読み
取ったイメージセンサから画素クロックに同期して出力
される画像信号をＡ／Ｄ変換手段がサンプリングする際
のサンプリングクロックの位相を可変とする一方、前記
画像信号にオフセット相殺信号を加算できる構成とし
て、前記画像信号に加算されるオフセット相殺信号を０
レベルに仮設定すると共にサンプリングクロックの位相
を適当に設定して前記画像信号に元々含まれるオフセッ
ト成分を検出してそのオフセット成分をうち消すレベル
に前記オフセット相殺信号のレベルを本設定し、そのオ
フセット相殺信号の本設定の後に、前記画像信号のオフ
セット・ゲインが許容範囲内となる前記サンプリングク
ロックの位相を探して、許容範囲内となった位相に前記
サンプリングクロックの位相を設定することで、前記イ
メージセンサ単体でのオフセット及びゲインが、例え適
正レベルからずれていても、または、ずれてしまって
も、そのずれを補正でき、結果として前記イメージセン
サ単体でのオフセット及びゲインのずれの許容範囲を広
げることが可能となる技術を提案している（特開平１０
−２２４５７５号参照）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記提案技術
では、前記画像信号に元々含まれるオフセット成分の前
記サンプリングクロックの位相に応じた変動が少ないと
見なして、当該オフセット成分を検出する際に前記サン
プリングクロックの位相を適当な位相に固定的に設定し
ているために、当該オフセット成分の前記サンプリング
クロックの位相に応じた変動が大きい場合には、最終的
に本設定される位相（ゲイン）において正確なオフセッ
ト補正ができていないおそれがあるという問題点があっ
た。

【０００９】本発明は係る事情に鑑みてなされたもので
あり、イメージセンサから出力される画像信号のオフセ
ット・ゲインをいっそう精度よく調整できる画像読取装
置及びその制御方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の画像読
取装置は、画像を読み取ったイメージセンサから画素ク
ロックに同期して出力される画像信号を、Ａ／Ｄ変換手
段により前記画素クロックに同期したサンプリングクロ
ックでサンプリングすることにより画像データを得る画
像読取装置において、複数レベルのオフセット相殺信号
を発生でき、そのうちのいずれかのレベルの信号を前記
イメージセンサから出力される画像信号に加算して前記
Ａ／Ｄ変換手段に入力するオフセット調整手段と、前記
Ａ／Ｄ変換手段にサンプリングクロックを供給すると共
に、そのサンプリングクロックの位相を前記画素クロッ
クに対して複数段階に切り換えることができるサンプリ
ングクロック発生手段と、前記イメージセンサが白基準
画像を読み取った１ライン分の画像信号について前記Ａ
／Ｄ変換手段が出力した画像データ中の最大値を検出す
る白最大値検出手段と、前記イメージセンサが黒基準画
像を読み取った１ライン分の画像信号について前記Ａ／
Ｄ変換手段が出力した画像データ中の最大値を検出する
黒最大値検出手段と、前記オフセット調整手段が発生す
るオフセット相殺信号を０レベルに仮設定した上で前記
サンプリングクロック発生手段が発生するサンプリング
クロックの位相を順次切換えつつ、切り換えた各位相に
おいて前記イメージセンサにより１ライン分の白基準画
像をそれぞれ読み取って得られた画像データについて前
記白最大値検出手段が検出した最大値が所定の許容白最
大値範囲内となる位相群を検出する許容範囲位相群検出
手段と、前記サンプリングクロック発生手段が発生する
サンプリングクロックの位相を順次前記許容範囲位相群
検出手段が検出した前記所定の許容範囲内の位相群のう
ちからに順次切換えて仮設定しつつ、それら切り換えた
各位相において前記イメージセンサにより１ライン分の
前記黒基準画像をそれぞれ読み取って得られた画像デー
タについて前記黒最大値検出手段が検出した黒最大値が
所定の許容黒最大値範囲内となった場合に仮設定されて
いた位相に前記サンプリングクロック発生手段が発生す
るサンプリングクロックの位相を本設定すると共に、当
該黒最大値から所定値を減じた値が所定の適正黒最大値
範囲内になるような当該所定値に相当するレベルに前記
オフセット相殺信号を本設定するオフセット相殺／位相
設定手段とを備えたことを特徴とする。

【００１１】請求項２に記載の画像読取装置の制御方法
は、画像を読み取ったイメージセンサから画素クロック
に同期して出力される画像信号を、Ａ／Ｄ変換手段によ
り前記画素クロックに同期したサンプリングクロックで
サンプリングすることにより画像データを得る画像読取
装置の制御方法において、複数レベルのオフセット相殺
信号を発生でき、そのうちのいずれかのレベルの信号を
前記イメージセンサから出力される画像信号に加算して
前記Ａ／Ｄ変換手段に入力するオフセット調整手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段にサンプリングクロックを供給する
と共に、そのサンプリングクロックの位相を前記画素ク
ロックに対して複数段階に切り換えることができるサン
プリングクロック発生手段と、前記イメージセンサが白
基準画像を読み取った１ライン分の画像信号について前
記Ａ／Ｄ変換手段が出力した画像データ中の最大値を検
出する白最大値検出手段と、前記イメージセンサが黒基
準画像を読み取った１ライン分の画像信号について前記
Ａ／Ｄ変換手段が出力した画像データ中の最大値を検出
する黒最大値検出手段とを有し、前記オフセット調整手
段が発生するオフセット相殺信号を０レベルに仮設定し
た上で前記サンプリングクロック発生手段が発生するサ
ンプリングクロックの位相を順次切換えつつ、切り換え
た各位相において前記イメージセンサにより１ライン分
の白基準画像をそれぞれ読み取って得られた画像データ
について前記白最大値検出手段が検出した最大値が所定
の許容白最大値範囲内となる位相群を検出して、前記サ
ンプリングクロック発生手段が発生するサンプリングク
ロックの位相を順次当該検出した前記所定の許容範囲内
の位相群のうちからに順次切換えて仮設定しつつ、それ
ら切り換えた各位相において前記イメージセンサにより
１ライン分の前記黒基準画像をそれぞれ読み取って得ら
れた画像データについて前記黒最大値検出手段が検出し
た黒最大値が所定の許容黒最大値範囲内となった場合に
仮設定されていた位相に前記サンプリングクロック発生
手段が発生するサンプリングクロックの位相を本設定す
ると共に、当該黒最大値から所定値を減じた値が所定の
適正黒最大値範囲内になるような当該所定値に相当する
レベルに前記オフセット相殺信号を本設定することを特
徴とする特徴とする。

【００１２】請求項３に記載の画像読取装置は、請求項
１に記載の画像読取装置において、前記イメージセンサ
が読み取る黒基準画像は光源を消灯した状態で読み取る
ことにより得られるものであることを特徴とする。

【００１３】請求項４に記載の画像読取装置の制御方法
は、請求項２に記載の画像読取装置の制御方法におい
て、前記イメージセンサが読み取る黒基準画像は光源を
消灯した状態で読み取ることにより得られるものである
ことを特徴とする。

【００１４】請求項５に記載の画像読取装置は、請求項
１に記載の画像読取装置において、前記イメージセンサ
が読み取る黒基準画像は黒基準面を読み取ることにより
得られるものであることを特徴とする。

【００１５】請求項６に記載の画像読取装置の制御方法
は、請求項２に記載の画像読取装置の制御方法におい
て、前記イメージセンサが読み取る黒基準画像は黒基準
面を読み取ることにより得られるものであることを特徴
とする。

【００１６】請求項７に記載の画像読取装置は、請求項
１、３または５のいずれかに記載の画情報読取装置にお
いて、前記イメージセンサが前記白基準画像を読み取っ
た１ライン分の画像信号について前記Ａ／Ｄ変換手段が
出力した画像データ中の最小値を検出する白最小値検出
手段と、前記イメージセンサにより前記白基準面を読み
取って得られた１ライン分の白基準画像データについて
前記白最小値検出手段が検出した白最小値が所定値以下
の場合に白出力エラーを出力するエラー出力手段とを備
えたことを特徴とする。

【００１７】請求項８に記載の画像読取装置の制御方法
は、請求項２、４または６のいずれかに記載の画情報読
取装置の制御方法において、前記イメージセンサが前記
白基準画像を読み取った１ライン分の画像信号について
前記Ａ／Ｄ変換手段が出力した画像データ中の最小値を
検出し、その検出した白最小値が所定値以下の場合に白
出力エラーを出力することを特徴とする。

【００１８】請求項９に記載の画像読取装置は、請求項
１、３、５または７のいずれかの記載の画像読取装置に
おいて、前記オフセット相殺／位相設定手段による制御
により前記サンプリングクロック発生手段が発生するサ
ンプリングクロックの位相を順次前記許容範囲位相群検
出手段が検出した前記所定の許容範囲内の位相群のうち
から順次切換えて仮設定しつつ、それら切り換えた各位
相において前記イメージセンサにより１ライン分の前記
黒基準画像をそれぞれ読み取って得られた画像データに
ついて前記黒最大値検出手段が検出した黒最大値が前記
位相群を構成するすべての位相について所定の許容黒最
大値範囲外となって調整不能のときは、その旨のエラー
を出力する手段を備えたことを特徴とする。

【００１９】請求項１０に記載の画像読取装置の制御方
法は、請求項２、４、６または８のいずれかの記載の画
像読取装置において、前記サンプリングクロック発生手
段が発生するサンプリングクロックの位相を順次前記許
容範囲位相群検出手段が検出した前記所定の許容範囲内
の位相群のうちから順次切換えて仮設定しつつ、それら
切り換えた各位相において前記イメージセンサにより１
ライン分の前記黒基準画像をそれぞれ読み取って得られ
た画像データについて前記黒最大値検出手段が検出した
黒最大値が前記位相群を構成するすべての位相について
所定の許容黒最大値範囲外となって調整不能のときは、
その旨のエラーを出力することを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態について詳細に説明する。

【００２１】先ず、図１に、本発明の実施の形態に係る
画像読取装置のブロック構成を示す。

【００２２】同図において、イメージセンサ１は、原稿
画像を、図示しないクロック源から供給される画素クロ
ックに同期して１主走査ラインずつ読み取って原画像信
号を出力する、ＣＣＤ等の光電変換素子２と、その光電
変換素子２からの原画像信号のゲイン・オフセットをイ
メージセンサ１単体レベルで補正するゲイン・オフセッ
ト補正回路３とから構成されている。なお、イメージセ
ンサ１は、ゲイン・オフセット補正回路３の調整によ
り、予め単体にてゲイン・オフセット調整がなされると
共に、付着したゴミ等が清掃されて、画像読取装置に取
り付けられている。

【００２３】ゲイン・オフセット補正回路３から出力さ
れる、イメージセンサ１単体レベルで適正な値に調整さ
れた画像信号Ａは、イメージセンサ１からの画像信号と
してオフセット調整回路４に入力される。

【００２４】オフセット調整回路４に入力された画像信
号Ａには、制御部１０からのオフセット切換信号による
設定に応じたオフセット相殺信号が加算され、画像信号
Ｂとして、Ａ／Ｄ変換器５に入力される。Ａ／Ｄ変換器
５は、入力される画像信号Ｂを、サンプリングクロック
発生部６から供給されるサンプリングクロックでサンプ
リングすることより量子化し、画像データＣを出力する
ものであり、本実施の形態では、図示しない基準電圧源
から供給される基準電圧（本実施の形態では２Ｖである
とする）に基づいて、０Ｖから２Ｖまでのレベル範囲の
画像信号Ｂを、８ビットの分解能で量子化するものであ
るとする。

【００２５】サンプリングクロック発生部６は、図示し
ないクロック源から供給される画素クロックに同期した
サンプリングクロックをＡ／Ｄ変換器５に供給すると共
に、制御部１０からの位相切換信号による設定に応じた
位相に、前記サンプリングクロックの位相を設定するも
のである。

【００２６】１ライン最大・最小値検出部７は、イメー
ジセンサ１が読み取った１ライン分の画像信号について
Ａ／Ｄ変換器５が出力した画像データ中の最大値及び最
小値を検出して、その検出した最大値及び最小値をＲＡ
Ｍ９の所定のアドレスに格納するものであり、制御部１
０は、そのＲＡＭ９の所定のアドレスを読み出すことに
より、前記最大値または最小値を知ることができる。な
お、１ライン最大・最小値検出部７における最大値また
は最小値の検出処理は、例えば、１ライン分の画像デー
タを構成する各画素毎の画素値を順次入力して比較し、
値の大きい画素値を順次保持するようにしたり、値の小
さい画素値を順次保持するようにすることで、容易に実
現できる。

【００２７】画像処理部８は、Ａ／Ｄ変換器５からの画
像データＣに対してシェーディング補正等の画像処理を
行うものであり、画像処理部８で処理された画像データ
は、本実施の形態に係る画像読取装置が組み込まれる装
置に応じて、例えば、プロッタで記録紙に記録される画
像データとして、上位のコンピュータ装置のモニタに表
示される画像データとして、または、ファクシミリメッ
セージとして送信される画像データとして、次段の処理
に渡される。ただし、本発明は、画像読取装置における
オフセット・ゲイン調整に関するものであり、通常の原
稿画像を読み取ってＡ／Ｄ変換器５から出力される画像
データＣの扱いについては、従来と変わるところがない
ため、詳細な説明は省略する。

【００２８】制御部１０は、装置各部を制御するマイク
ロコンピュータであり、ＲＯＭ１１に格納された制御手
順にしたがって、ＲＡＭ９を作業領域として装置各部を
制御する。ＲＡＭ９は、制御部１０の作業領域となる
他、画像処理部８によっても使用され、また、前述した
ように、１ライン最大・最小値検出部７により検出され
た最大値及び最小値が格納されるものである。エラー表
示部１２は、制御部１０から通知される各種エラーを例
えば、各種エラー対応した発光ダイオード群のうちの、
通知されたエラーに対応するものを点灯させることによ
り、区別可能に表示出力するものである。

【００２９】図２に、イメージセンサ１から１ライン単
位で出力される画像信号Ａの特定の１画素についての画
像信号波形例を示す。同図には、１画素周期Ｔｐにおけ
る、白出力信号と、黒出力信号とを同時に示している。

【００３０】白出力信号は、図示しない、点灯状態のキ
セノンランプ等の光源からの光が照射された、「白」の
基準となる白基準面としての図示しない白基準板を、イ
メージセンサ１が、白基準画像として読み取って得られ
る信号である。

【００３１】黒出力信号は、図示しない、点灯状態のキ
セノンランプ等の光源からの光が照射された、「黒」の
基準となる黒基準面としての図示しない黒基準板を、イ
メージセンサ１が、黒基準画像として読み取って得られ
る信号である。また、黒出力信号は、前記光源のランプ
が消灯状態でイメージセンサ１から出力される、いわゆ
る暗出力信号としても得ることができる。

【００３２】また、図２には、１画素周期Ｔｐ中におい
て、サンプリングクロック発生部６が発生可能なサンプ
リングクロックの位相Ｐ０ないしＰ７の８段階の位相が
示されている。その８段階の位相は前述したように、制
御部１０からの位相切換信号により設定されるが、その
設定の具体的方法としては、入力される画素クロックに
対して遅延量の異なる遅延素子を切り換え接続したり、
直列接続された遅延素子の接続数の切換え等、それ自体
既に知られた方法を適用することができる。

【００３３】図２に示す信号波形例では白出力及び黒出
力は、位相Ｐ７のサンプリングクロックでサンプリング
した場合が最も出力が小さくなり、位相Ｐ０の場合が最
も出力が大きくなっている。

【００３４】図３に、オフセット調整回路４において、
画像信号Ａに加算できる４通りのオフセット相殺信号
を、それぞれ画像信号Ａの白出力に加算した場合につい
て、同時に示す。同図において、「オフセット０」は、
画像信号Ａに０レベルのオフセット相殺信号を加算する
場合であり、「オフセット１」は、８ビット分解能のＡ
／Ｄ変換器５から出力される値０から値２５５までの２
５６階調の画像データＣにおいて、１０階調分だけ、階
調値を低下させるレベルのオフセット相殺信号を加算す
る場合であり、同様に「オフセット２」は、２０階調分
だけ、「オフセット３」は、３０階調分だけ階調値を低
下させるレベルのオフセット相殺信号を加算する場合で
ある。だたし、オフセット調整回路４において、アナロ
グの画像信号Ａに加算されるオフセット相殺信号はアナ
ログ信号である。つまり、前記Ａ／Ｄ変換器５の入力レ
ベル範囲が０Ｖから２Ｖで、そのレベル範囲を２５６段
階に量子化するから、１階調は、約８ｍＶに相当し、１
０階調は約８０ｍＶ、２０階調は約１６０ｍＶ、３０階
調は約２４０ｍＶに相当することになる。

【００３５】したがって、オフセット調整回路４は、
「オフセット０」の場合は、−０ｍＶのオフセット相殺
信号を、「オフセット１」の場合は、−８０ｍＶのオフ
セット相殺信号を、「オフセット２」の場合は、−１６
０ｍＶのオフセット相殺信号を、「オフセット３」の場
合は、−２４０ｍＶのオフセット相殺信号を、画像信号
Ａに加算する。

【００３６】そのオフセット調整回路４で画像信号Ａに
加算するオフセット相殺信号のレベルは、前述したよう
に、制御部１０からのオフセット切換信号により切換え
られるが、その具体的方法としては、例えば、前記制御
部１０からオフセット切換信号として出力される、オフ
セット相殺信号に相当するデジタル信号をＤ／Ａ変換器
によりアナログのオフセット相殺信号に変換して、加算
器の一方の入力端子に入力する一方、画像信号Ａを他方
の入力端子に入力することで、当該加算器の出力とし
て、画像信号Ａにオフセット相殺信号が加算された画像
信号Ｂが得られるような、それ自体既に知られた回路構
成を適用できる。

【００３７】なお、本実施の形態に係る画像読取装置で
は、イメージセンサ１が白基準面を１ライン分読み取っ
て得られた画像データＣの、白出力の最大値（白最大
値）の適正範囲（適正白最大値範囲）は、値１４０〜２
４０であるとする。また、イメージセンサ１が黒基準面
を１ライン分読み取って得られた画像データＣ、また
は、光源消灯状態で１ライン分読み取って得られた画像
データＣの、黒出力の最大値（黒最大値）の適正範囲
（適正黒最大値範囲）は、値１１〜２０であるとする。

【００３８】また、イメージセンサ１が白基準面を１ラ
イン分読み取って得られた画像データＣの、最大３０階
調分のオフセット信号の重畳を考慮した白出力の最大値
（白最大値）の許容範囲（許容白最大値範囲）は、値１
７０〜２４０であるとする。また、イメージセンサ１が
黒基準面を１ライン分読み取って得られた画像データ
Ｃ、または、光源消灯状態で１ライン分読み取って得ら
れた画像データＣの、最大３０階調分のオフセット信号
の重畳を考慮した黒出力の最大値（黒最大値）の許容範
囲（許容黒最大値範囲）は、値１１〜５０であるとす
る。

【００３９】次に、本実施の形態に係る画像読取装置に
おけるオフセット・ゲイン調整処理手順について図４、
図５、図６及び図７を参照して説明する。

【００４０】それらの図において、制御部１０は、オフ
セット・ゲイン調整作業者によるキー入力による調整指
示信号の入力、または、本実施の形態に係る画像読取装
置が組み込まれた装置の主制御部からの調整指示信号の
入力を監視する（判断１０１のＮｏループ）。

【００４１】調整指示信号が入力されると（判断１０１
のＹｅｓ）、図示しない副走査機構により、イメージセ
ンサ１を図示しない白基準板のある、白基準位置に移動
し（処理１０２）、その白基準位置に光を照射する図示
しないランプが消灯中であれば、それを点灯し、点灯中
であれは、その状態を維持する（処理１０３）。

【００４２】次に、オフセット相殺信号を「オフセット
０」に仮設定して、すなわち、オフセット調整回路４に
おいて画像信号Ａに加算されるオフセット相殺信号を−
０ｍＶに仮設定することで（処理１０４）、Ａ／Ｄ変換
器５に入力される画像信号Ｂとして、イメージセンサ１
から出力される画像信号Ａそのものが実質的にＡ／Ｄ変
換器５に入力される状態にすると共に、サンプリングク
ロック発生部６がＡ／Ｄ変換器５に供給するサンプリン
グクロックの位相を、ほぼ最大レベルの白出力を出力す
る位相であるＰ０に設定する（処理１０５）。

【００４３】そして１ライン分の画像を読み取る（処理
１０６）。このとき読み取られる画像は白基準画像とし
てのイメージセンサ１の白出力であり、読み取られた１
ライン分の画像信号がＡ／Ｄ変換器５によりＡ／Ｄ変換
されて得られる１ライン分の画像データのうちの、１ラ
イン最大・最小値検出部７で検出される最小値は、白出
力の最小値である。そこで、制御部１０は、１ライン最
大・最小値検出部７によりＲＡＭ９に格納された１ライ
ンの白最小値ｄを、読み出す（処理１０７）。

【００４４】処理１０７で白出力の最小値ｄを読み出し
た制御部１０は、その最小値ｄを所定の基準値ｅと比較
する（判断１０８）。その所定の基準値ｅは、ゴミが付
着していない清浄な白基準面を読み取った場合には、そ
れ以下の値の画像データはあり得ないような値（例えば
１２０）に設定されている。

【００４５】図８に白基準面の読み取り位置（白基準位
置）に、ゴミが付着した場合の１ライン分の白出力波形
を示す。同図において、本来、１ライン全体にわたって
なだらか特性になるばすの白出力波形が、付着したゴミ
の影響で一部落ち込んでいる。また、同じ状況は、イメ
ージセンサ１に以上が発生している場合にも起こり得
る。そりように、白基準画像データ一部にゴミの影響で
本来の値よりも低い値があると、それら白基準画像デー
タに基づいて、シェーディング補正等の画像調整を行う
画像処理部８から得られる原稿画像に縦黒筋等の画像異
常が発生してしまうことがあり、また、以降のオフセッ
ト・ゲインの調整も精度良く行えなくなるおそれがあ
る。

【００４６】そのため、最小値ｄが所定の基準値ｅより
も小さい場合には（判断１０８のＹｅｓ）、白基準面に
ゴミが付着しているか、または、イメージセンサ１に異
常が発生していると判断できるため、白出力最小値過小
エラーをエラー表示部１２により表示出力して（処理１
０９）、異常終了となる。

【００４７】一方、最小値ｄが所定の基準値ｅよりも大
きい場合には（判断１０８のＮｏ）、白基準面へのゴミ
の付着もなく、イメージセンサ１も正常と判断できるた
め、続いて、白最大値収集処理を行う（処理１１０）。

【００４８】ここで、処理１１０における白最大値収集
処理の具体的な処理手順について、図９を参照して説明
する。

【００４９】同図において、図示しない副走査機構によ
り、イメージセンサ１を図示しない白基準板のある、白
基準位置に移動し（処理２０１）、その白基準位置に光
を照射する図示しないランプが消灯中であれば、それを
点灯し、点灯中であれは、その状態を維持する（処理２
０２）。

【００５０】そして、変数ｌに初期値０を代入して（処
理２０３）、サンプリングクロック発生部６が発生する
サンプリングクロックの位相をＰｌ（現在はＰ０）に設
定する（処理２０４）。そして、イメージセンサ１によ
り、前記白基準位置のランプ点灯時の画像、すなわち、
白基準画像を１ライン読み取り（処理２０５）、１ライ
ン最大値検出部７が検出した白出力の最大値ｂを読出し
（処理２０６）、その読み出した白出力の最大値ｂを、
当該位相（現在はＰ０）における白最大値として変数Ｗ
ＭＡＸ（ｌ）に代入する（処理１０１５）。そして、変
数ＷＭＡＸ（ｌ）を位相Ｐｌと対応付けてＲＡＭ９に記
憶し（処理２０８）、変数ｌをインクリメントする（処
理２０９）。

【００５１】以上の処理２０４ないし処理２０９を、ｌ
の値が７を越えるまで（判断２１０のＹｅｓ）、繰り返
す（判断２１０のＮｏループ）ことで、位相Ｐ０ないし
Ｐ７の各サンプリング位相に対応する白最大値ＷＭＡＸ
（１）ないしＷＭＡＸ（７）を収集する。

【００５２】以上の白最大値収集処理により、ＲＡＭ９
には、図１０に示すように、位相Ｐ０ないしＰ７のそれ
ぞれのサンプリングクロックに対応して白最大値ＷＭＡ
Ｘ（０）ないしＷＭＡＸ（７）が記憶される。

【００５３】このように、処理１１０の白最大値収集処
理により各位相についての白最大値を収集したのち、白
最大値が、許容白最大値範囲である１７０から２４０ま
での範囲内にある位相が１つ以上あるかを確認し（処理
１１１）、１つもない場合、すなわち、イメージセンサ
１が適正な白最大値を出力できない状態の場合は（判断
１１２のＮｏ）、白最大値不適正エラーをエラー表示部
１２により表示出力して（処理１１３）、異常終了とな
る。

【００５４】白最大値が許容白最大値範囲である１７０
から２４０までの範囲内にあるの位相が１つ以上ある場
合は（判断１１２のＹｅｓ）、それらの位相のうちの１
つを選択して、その選択した位相に、サンプリングクロ
ック発生部６が発生するサンプリングクロックの位相を
設定する（処理１１４）。

【００５５】そして、黒基準画像を読取るための準備を
する。黒基準画像を得るための方法としては２通りあ
る。つまり、ランプを消灯してしまう方法か（処理１１
５ａ）、または、黒基準位置に光を照射する図示しない
ランプの点灯を維持したまま、図示しない副走査機構に
より、イメージセンサ１を図示しない黒基準板のある、
黒基準位置に移動する方法（処理１１５ｂ）である。

【００５６】処理１１５ａまたは処理１１５ｂにより黒
基準画像を読み取り可能な状態にした上で、１ライン分
の画像を読み取り、１ライン最大・最小値検出部７によ
りＲＡＭ９に格納された１ラインの黒最大値ａを読み出
す（処理１１６）。

【００５７】そして、暗出力の黒最大値ａが１０以下で
あれば（判断１１７のＹｅｓ）、暗出力のレベルが適正
範囲外であるとして、暗出力最大値過小エラーをエラー
表示部１２により表示出力して（処理１１８）、異常終
了となる。

【００５８】暗出力の最大値ａが１１以上２０以下であ
れば（判断１１７のＮｏ、判断１１９のＹｅｓ）、オフ
セット相殺信号を「オフセット０」に、すなわち、−０
ｍＶ（Ａ／Ｄ変換器５の出力に換算して−０階調）に設
定し（処理１２０）、暗出力の最大値ａが２１以上３０
以下であれば（判断１１９のＮｏ、判断１２１のＹｅ
ｓ）、オフセット相殺信号を「オフセット１」に、すな
わち、−８０ｍＶ（Ａ／Ｄ変換器５の出力に換算して−
１０階調）に設定し（処理１２２）、暗出力の最大値ａ
が３１以上４０以下であれば（判断１２１のＮｏ、判断
１２３のＹｅｓ）、オフセット相殺信号を「オフセット
２」に、すなわち、−１６０ｍＶ（Ａ／Ｄ変換器５の出
力に換算して−２０階調）に設定し（処理１２４）、暗
出力の最大値ａが４１以上５０以下であれば（判断１２
３のＮｏ、判断１２５のＹｅｓ）、オフセット相殺信号
を「オフセット３」に、すなわち、−２４０ｍＶ（Ａ／
Ｄ変換器５の出力に換算して−３０階調）に設定し（処
理１２６）、暗出力の黒最大値ａが５１以上であれば
（判断１２５のＮｏ）、更に、判断１１１で確認した白
最大値が、許容白最大値範囲である１７０から２４０ま
での範囲内にある位相のうち、またば、処理１１４で選
択設定していない別位相があるかを判断し（判断１２
７）、別位相がない場合は（判断１２７のＹｅｓ）、白
最大値が許容範囲内の各位相のすべてについて、暗出力
が適正範囲外であるとして、暗出力最大値過大エラーを
エラー表示部１２により表示出力して（処理１２９）、
異常終了となる。

【００５９】処理１２０、処理１２２、処理１２４、ま
たは、処理１２６により、イメージセンサ１からの画像
信号Ａに最初から含まれているオフセット（暗出力の最
大値）が、Ａ／Ｄ変換器５の出力に換算したレベルに応
じたオフセット相殺信号がオフセット調整回路４により
加算されることで、Ａ／Ｄ変換器５に入力される画像信
号Ｂのオフセットを、前記適正黒最大値範囲（１１〜２
０）に換算した適正レベル範囲に調整できる。また、そ
の場合のオフセット調整は、従来のように、実際に本設
定される位相とは無関係に適当な位相を設定して行われ
るのではなく、実際にサンプリングクロックの位相とし
て本設定可能な、白最大値が許容範囲内にある位相を選
択・設定して行われるため、本設定後の位相において、
イメージセンサ１からの画像信号Ａに重畳するオフセッ
トを精度よく相殺することができるようになる。

【００６０】処理１２０、処理１２２、処理１２４、ま
たは、処理１２６の後は、図示しない副走査機構によ
り、イメージセンサ１を図示しない白基準板のある、白
基準位置に移動し（処理１３０）、その白基準位置に光
を照射する図示しないランプが消灯中であれば、それを
点灯し、点灯中であれは、その状態を維持し（処理１３
１）。１ライン分の画像を読み取る（処理１３２）。こ
のとき読み取られる画像は白基準画像としてのイメージ
センサ１の白出力であり、読み取られた１ライン分の画
像信号がＡ／Ｄ変換器５によりＡ／Ｄ変換されて得られ
る１ライン分の画像データのうちの、１ライン最大・最
小値検出部７で検出される最大値は、白出力の最大値で
ある。

【００６１】そして、１ライン最大・最小値検出部７に
よりＲＡＭ９に格納された１ラインの白最大値を読み出
す（処理１３３）。

【００６２】そして、ランプを消灯するか（処理１３４
ａ）、または、黒基準位置に光を照射する図示しないラ
ンプの点灯を維持したまま、図示しない副走査機構によ
り、イメージセンサ１を図示しない黒基準板のある、黒
基準位置に移動することにより（処理１３４ｂ）、黒基
準画像を読み取り可能な状態にした上で、１ライン分の
画像を読み取る（処理１３２）。

【００６３】このとき読み取られる画像は黒基準画像で
あり、読み取られた１ライン分の画像信号がＡ／Ｄ変換
器５によりＡ／Ｄ変換されて得られる１ライン分の画像
データのうちの、１ライン最大・最小値検出部７で検出
される最大値は、黒出力の最大値である。

【００６４】そして、１ライン最大・最小値検出部７に
よりＲＡＭ９に格納された１ラインの黒大値を読み出す
（処理１３６）。

【００６５】そして、処理１３３で読み出した白最大値
が、前記適正白最大値範囲（１４０〜２４０）であり、
かつ、処理１３６で読み出した黒最大値が、前記適正黒
最大値範囲（１１〜２０）であるかを最終確認し、いず
れか一方が範囲内にない場合には、白／黒最大値不適正
エラーをエラー表示部１２により表示出力して（処理３
０５）、異常終了とする。そのエラー表示部１２に表示
されたエラー内容により、調整作業者は、オフセットま
たはゲインを調整しきれなかったことを知ることがで
き、イメージセンサ１の交換等の適切な処置が可能とな
る。

【００６６】白及び黒最大値の双方が範囲内にある場合
（判断１３８）は、判断１１９、判断１２１、判断１２
３、または、判断１２５がＹｅｓになった時点で設定し
ていたサンプリング位相が、サンプリングクロック発生
部６が発生するサンプリングクロックの位相として設定
され、また、処理１２０、処理１２２、処理１２４、ま
たは、処理１２６によりオフセットが調整された状態
で、正常終了となる。

【００６７】これにより、イメージセンサ１からの画像
信号Ａから、オフセット調整回路４によりオフセット成
分がほぼ除去された信号である画像信号Ｂが、Ａ／Ｄ変
換器５によりサンプリングされて最終的に画像データＣ
に変換された段階では、イメージセンサ１のオフセット
やゲインは、適正範囲に調整されている。したがって、
イメージセンサ１単体でのオフセット・ゲインが、当初
の適正範囲内のレベルから不適正な範囲のレベルにずれ
たとしても、ある程度のずれは、オフセット調整回路４
におけるオフセット相殺信号の切換えやサンプリングク
ロック発生部６でのサンプリングクロックの位相の切換
えにより調整される。

【００６８】なお、以上説明した実施の形態において
は、Ａ／Ｄ変換器５が８ビットの分解能である場合を例
に説明したが、本発明はそれに限らず、６ビット、１０
ビット、１２ビット等、その他の分解能である場合で
も、同様に適用可能なものである。ただし、前記適正黒
最大値範囲、適正白最大値範囲や、許容黒最大値範囲、
許容白最大値範囲は、分解能に応じて、適宜変更する必
要はある。また、以上説明した実施の形態においては、
オフセット調整回路４で画像信号Ａに加算できるオフセ
ット相殺信号を４レベルとしたが、もっと多レベルにす
ることも可能であり、その場合、一層正確にオフセット
を適正範囲に調整できる。また、以上説明した実施の形
態においては、サンプリングクロック発生部６が発生で
きるサンプリングクロックの位相をＰ０ないしＰ７の８
段階としたが、もっと少なく、または、もっと多段階に
切換え可能な構成とすることもできるのはいうまでもな
い。

【００６９】

【発明の効果】請求項１または２に係る発明によれば、
従来のように、実際に本設定される位相とは無関係に適
当な位相を設定してオフセット調整するのではなく、実
際にサンプリングクロックの位相として本設定可能な、
白最大値が許容範囲内にある位相を設定してオフセット
調整が行われるため、イメージセンサから出力される画
像信号のオフセット・ゲインをいっそう精度よく調整す
ることが可能となる効果が得られる。

【００７０】請求項３または４に係る発明によれば、前
記イメージセンサが読み取る黒基準画像を光源を消灯し
た状態で読み取ることにより得ることが可能となる効果
が得られる。

【００７１】請求項５または６に係る発明によれば、前
記イメージセンサが読み取る黒基準画像を黒基準面を読
み取ることにより得ることが可能となる効果が得られ
る。

【００７２】請求項７または８に係る発明によれば、前
記イメージセンサにより前記白基準面を読み取って得ら
れた１ライン分の白基準画像データについて前記白最小
値検出手段が検出した最小値が、前記イメージセンサ、
読取光学系、前記白基準面等に付着したゴミの影響や、
前記イメージセンサそのものの異常より、所定値以下と
なった場合に、白出力エラーを出力するため、装置の調
整作業者に、ゴミが付着していることやイメージセンサ
の異常を認知させることができ、ゴミの除去やイメージ
センサのユニット交換等により、付着したゴミや前記イ
メージセンサの異常が、得られる原稿画像データに与え
る悪影響を確実に修復でき、異常画像の発生を未然に防
止できるという効果が得られる。

【００７３】請求項９または１０に係る発明によれば、
白最大値が許容範囲内の位相群を構成する各位相におけ
る黒最大値のすべてが前記所定の許容黒最大値範囲外と
なって、調整不能のときは、その旨のエラーを出力され
るため、装置の調整作業者に、前記イメージセンサの暗
出力レベルの異常を認知させることが可能となる効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る画像読取装置のブロ
ック構成を示す図である。

【図２】１画素分の明出力信号及び暗出力信号と、サン
プリングクロックの設定され得る位相との関係を模式的
に示す図である。

【図３】１画素分の明出力信号に、レベルの異なるオフ
セット相殺信号が加算された場合の信号レベルの変化に
ついて模式的に示す図である。

【図４】本発明の実施の形態に係る画像読取装置におけ
るオフセット・ゲイン調整処理手順について示すフロー
チャートである。

【図５】図４と共に、本発明の実施の形態に係る画像読
取装置におけるオフセット・ゲイン調整処理手順につい
て示すフローチャートである。

【図６】図４及び図５と共に、本発明の実施の形態に係
る画像読取装置におけるオフセット・ゲイン調整処理手
順について示すフローチャートである。

【図７】図４、図５及び図６と共に、本発明の実施の形
態に係る画像読取装置におけるオフセット・ゲイン調整
処理手順について示すフローチャートである。

【図８】ゴミの影響受けた白出力波形を示す図である。

【図９】白最大値収集処理手順について示すフローチャ
ートである。

【図１０】サンプリングクロックの各位相と、それらに
対応して記憶される白最大値について示す図である。

【符号の説明】

１イメージセンサ２光電変換素子３ゲイン・オフセット補正回路４オフセット調整回路５Ａ／Ｄ変換器６サンプリングクロック発生部７１ライン最大・最小値検出部８画像処理部９ＲＡＭ１０制御部１１ＲＯＭ１２エラー表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5B047 AA01 AB02 AB04 BB02 CB05 CB17 DA03 DB01 DC02 5C072 AA01 BA07 BA12 EA04 EA05 FB11 FB15 FB16 RA15 UA01 UA03 UA05 UA06 UA09 XA01 5C077 LL02 LL04 MM02 MM27 NP07 PP06 PP07 PP12 PP17 PP43 PP44 PP45 PQ04 PQ08 PQ12 PQ20 RR01 RR18 SS01 SS05 SS06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像を読み取ったイメージセンサから画
素クロックに同期して出力される画像信号を、Ａ／Ｄ変
換手段により前記画素クロックに同期したサンプリング
クロックでサンプリングすることにより画像データを得
る画像読取装置において、複数レベルのオフセット相殺信号を発生でき、そのうち
のいずれかのレベルの信号を前記イメージセンサから出
力される画像信号に加算して前記Ａ／Ｄ変換手段に入力
するオフセット調整手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段にサン
プリングクロックを供給すると共に、そのサンプリング
クロックの位相を前記画素クロックに対して複数段階に
切り換えることができるサンプリングクロック発生手段
と、前記イメージセンサが白基準画像を読み取った１ラ
イン分の画像信号について前記Ａ／Ｄ変換手段が出力し
た画像データ中の最大値を検出する白最大値検出手段
と、前記イメージセンサが黒基準画像を読み取った１ラ
イン分の画像信号について前記Ａ／Ｄ変換手段が出力し
た画像データ中の最大値を検出する黒最大値検出手段
と、前記オフセット調整手段が発生するオフセット相殺
信号を０レベルに仮設定した上で前記サンプリングクロ
ック発生手段が発生するサンプリングクロックの位相を
順次切換えつつ、切り換えた各位相において前記イメー
ジセンサにより１ライン分の白基準画像をそれぞれ読み
取って得られた画像データについて前記白最大値検出手
段が検出した最大値が所定の許容白最大値範囲内となる
位相群を検出する許容範囲位相群検出手段と、前記サン
プリングクロック発生手段が発生するサンプリングクロ
ックの位相を順次前記許容範囲位相群検出手段が検出し
た前記所定の許容範囲内の位相群のうちからに順次切換
えて仮設定しつつ、それら切り換えた各位相において前
記イメージセンサにより１ライン分の前記黒基準画像を
それぞれ読み取って得られた画像データについて前記黒
最大値検出手段が検出した黒最大値が所定の許容黒最大
値範囲内となった場合に仮設定されていた位相に前記サ
ンプリングクロック発生手段が発生するサンプリングク
ロックの位相を本設定すると共に、当該黒最大値から所
定値を減じた値が所定の適正黒最大値範囲内になるよう
な当該所定値に相当するレベルに前記オフセット相殺信
号を本設定するオフセット相殺／位相設定手段とを備え
たことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】画像を読み取ったイメージセンサから画
素クロックに同期して出力される画像信号を、Ａ／Ｄ変
換手段により前記画素クロックに同期したサンプリング
クロックでサンプリングすることにより画像データを得
る画像読取装置の制御方法において、複数レベルのオフセット相殺信号を発生でき、そのうち
のいずれかのレベルの信号を前記イメージセンサから出
力される画像信号に加算して前記Ａ／Ｄ変換手段に入力
するオフセット調整手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段にサン
プリングクロックを供給すると共に、そのサンプリング
クロックの位相を前記画素クロックに対して複数段階に
切り換えることができるサンプリングクロック発生手段
と、前記イメージセンサが白基準画像を読み取った１ラ
イン分の画像信号について前記Ａ／Ｄ変換手段が出力し
た画像データ中の最大値を検出する白最大値検出手段
と、前記イメージセンサが黒基準画像を読み取った１ラ
イン分の画像信号について前記Ａ／Ｄ変換手段が出力し
た画像データ中の最大値を検出する黒最大値検出手段と
を有し、前記オフセット調整手段が発生するオフセット相殺信号
を０レベルに仮設定した上で前記サンプリングクロック
発生手段が発生するサンプリングクロックの位相を順次
切換えつつ、切り換えた各位相において前記イメージセ
ンサにより１ライン分の白基準画像をそれぞれ読み取っ
て得られた画像データについて前記白最大値検出手段が
検出した最大値が所定の許容白最大値範囲内となる位相
群を検出して、前記サンプリングクロック発生手段が発
生するサンプリングクロックの位相を順次当該検出した
前記所定の許容範囲内の位相群のうちからに順次切換え
て仮設定しつつ、それら切り換えた各位相において前記
イメージセンサにより１ライン分の前記黒基準画像をそ
れぞれ読み取って得られた画像データについて前記黒最
大値検出手段が検出した黒最大値が所定の許容黒最大値
範囲内となった場合に仮設定されていた位相に前記サン
プリングクロック発生手段が発生するサンプリングクロ
ックの位相を本設定すると共に、当該黒最大値から所定
値を減じた値が所定の適正黒最大値範囲内になるような
当該所定値に相当するレベルに前記オフセット相殺信号
を本設定することを特徴とする特徴とする画像読取装置
の制御方法。
【請求項３】前記イメージセンサが読み取る黒基準画
像は光源を消灯した状態で読み取ることにより得られる
ものであることを特徴とする請求項１に記載の画像読取
装置。
【請求項４】前記イメージセンサが読み取る黒基準画
像は光源を消灯した状態で読み取ることにより得られる
ものであることを特徴とする請求項２に記載の画像読取
装置の制御方法。
【請求項５】前記イメージセンサが読み取る黒基準画
像は黒基準面を読み取ることにより得られるものである
ことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項６】前記イメージセンサが読み取る黒基準画
像は黒基準面を読み取ることにより得られるものである
ことを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置の制御
方法。
【請求項７】前記イメージセンサが前記白基準画像を
読み取った１ライン分の画像信号について前記Ａ／Ｄ変
換手段が出力した画像データ中の最小値を検出する白最
小値検出手段と、前記イメージセンサにより前記白基準
面を読み取って得られた１ライン分の白基準画像データ
について前記白最小値検出手段が検出した白最小値が所
定値以下の場合に白出力エラーを出力するエラー出力手
段とを備えたことを特徴とする請求項１、３または５の
いずれかに記載の画像読取装置。
【請求項８】前記イメージセンサが前記白基準画像を
読み取った１ライン分の画像信号について前記Ａ／Ｄ変
換手段が出力した画像データ中の最小値を検出し、その
検出した白最小値が所定値以下の場合に白出力エラーを
出力することを特徴とする請求項２、４または６のいず
れかに記載の画像読取装置の制御方法。
【請求項９】前記オフセット相殺／位相設定手段によ
る制御により前記サンプリングクロック発生手段が発生
するサンプリングクロックの位相を順次前記許容範囲位
相群検出手段が検出した前記所定の許容範囲内の位相群
のうちから順次切換えて仮設定しつつ、それら切り換え
た各位相において前記イメージセンサにより１ライン分
の前記黒基準画像をそれぞれ読み取って得られた画像デ
ータについて前記黒最大値検出手段が検出した黒最大値
が前記位相群を構成するすべての位相について所定の許
容黒最大値範囲外となって調整不能のときは、その旨の
エラーを出力する手段を備えたことを特徴とする請求項
１、３、５または７のいずれかの記載の画像読取装置。
【請求項１０】前記サンプリングクロック発生手段が
発生するサンプリングクロックの位相を順次前記許容範
囲位相群検出手段が検出した前記所定の許容範囲内の位
相群のうちから順次切換えて仮設定しつつ、それら切り
換えた各位相において前記イメージセンサにより１ライ
ン分の前記黒基準画像をそれぞれ読み取って得られた画
像データについて前記黒最大値検出手段が検出した黒最
大値が前記位相群を構成するすべての位相について所定
の許容黒最大値範囲外となって調整不能のときは、その
旨のエラーを出力することを特徴とする請求項２、４、
６または８のいずれかの記載の画像読取装置の制御方
法。