JP2004023349A - Image reader and image processing apparatus equipped therewith - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像読み取り装置及び該画像読み取り装置を装備した画像処理装置(スキャナ、デジタル複写機、デジタルファクシミリ等)に関し、より詳細には、ラインイメージセンサ(CCD:Charge Coupled Device)の1主走査時間を可変設定し得るようにし、1主走査時間の設定を変更した場合にも広ダイナミックレンジを保つような調整手段を備えた画像読み取り装置及び該画像読み取り装置を装備した画像処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来よりスキャナ、複写機等に装備される画像読み取り装置は、ラインイメージセンサ(CCD)を有し、CCDにより対象画像をライン走査方式で時系列の電気信号に変換する。こうした画像読み取り装置では、画像を読み取ったラインセンサからのアナログ画像信号をA/D変換回路に入力してデジタル信号を得ている。この際、A/D変換回路の性能を充分に引き出して使用するには、アナログ画像信号はA/D変換回路の基準(リファレンス)電圧を超えない範囲での広いダイナミックレンジでA/D変換回路に入力するのが望ましい。従来技術では、CCDラインセンサ出力にクランプ補正、サンプルホールド等のアナログ信号処理をした後、可変アンプを通し、そのゲインを調整することによりA/D変換回路への入力を広いダイナミックレンジが得られる値にするという方式を用いている(例えば、特開平6−105135号公報、参照)。
この従来方式による場合、CCD出力はA/D変換回路の所定の入力レンジに合うように可変アンプにより増幅されるので、このアンプのゲイン調整範囲はCCD出力に依存することになる。またこのCCD出力は本来、光源光量、ラインセンサ感度、メカ寸法のバラツキ等に起因するバラツキを持つので、従来方式では、可変アンプとして、これらのバラツキ要因を考慮したCCD出力の最小から最大までバラツキ範囲全体をカバー出来る広い可変域を持つものが必要であった。この様なアンプの設計は技術的な困難性が高く、またコストアップを避けることができない。
【0003】
ところで、フルカラー出力機能およびモノクロ出力機能を有する画像形成装置(例えば、複写機等に装備されるプリンタ装置)を考えた場合に、フルカラー出力ではモノクロ出力と比較して、画像形成に用いる画像信号に高S/Nが要求される。この場合、CCD、CCD出力信号の処理回路、読み取り照明系が持つ特性は共通なので、フルカラー出力機能を用いる動作モードの選択時に高S/Nの画像信号を得るためには、CCDの光蓄積時間を長くして出力電圧を大きくすることで対応できる。他方、モノクロ出力機能を用いる動作モードの選択時はS/Nも必要ではあるが、普通、単位時間当たり何枚の原稿を読み取ることが出来るか、といった生産性が重視される。これらを両立させるために、フルカラー出力/モノクロ出力のそれぞれの動作モード選択時でCCDの光蓄積時間を変更させることにより対応するという考え方がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この様な対応を採る場合、モード変更により変わるCCD出力の一定化が必要があり、これをアンプのゲイン調整で行うようにすると、可変アンプのゲイン可変域は先に挙げたCCD出力バラツキ要因の他にさらに光蓄積時間を考慮しなければならない。特に、引用した従来例(特開平6−105135号公報)の様にラインセンサ出力をA/D変換回路に入力する迄の処理を行うための回路に1パッケージに納めたICが使われている場合、アンプのゲイン可変域は限定されているため、更に広いゲイン可変域が必要な時には外部にアンプを追加する必要がある。
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、モード設定により1主走査時間を切り替え、切り替えた設定条件に従いセンサ画素を駆動して読み取り画像信号を検出する(検出画像信号のS/Nが変わる)ラインイメージセンサを用い、デジタル信号出力を得る画像読み取り装置において、モード設定により1主走査時間を切り替えてラインイメージセンサを動作させる場合にも、可変アンプのゲイン調整を全面的に採用することにより解決を図っていた従来方式によらずに、広いダイナミックレンジを保ったデジタル画像信号出力を得ることを可能にする簡易かつ低コストの手段を備えた画像読み取り装置及び該画像読み取り装置を備えた画像処理装置(スキャナ、複写機、ファクシミリ等)を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、1主走査時間を可変設定する1主走査時間設定手段と、設定された1主走査時間に従いセンサ画素を駆動し、読み取り対象の画像信号を検出するラインイメージセンサと、該ラインイメージセンサにより検出されたアナログ画像信号を可変のリファレンス値に基づいてデジタル信号に変換するA/D変換手段を有する画像読み取り装置であって、前記A/D変換手段に用いるリファレンス値を前記1主走査時間設定手段により設定された1主走査時間に応じて変更する手段を備えたことを特徴とする画像読み取り装置である。
【0006】
請求項2の発明は、請求項1に記載された画像読み取り装置において、前記1主走査時間設定手段に読み取り画像信号出力の用途に適応する1主走査時間を設定し得るようにしたことを特徴とするものである。
【0007】
請求項3の発明は、請求項2に記載された画像読み取り装置において、前記読み取り画像信号出力の用途をカラー及びモノクロとし、カラーの場合は1主走査時間を大きく、モノクロの場合は1主走査時間を小さくするようにしたことを特徴とするものである。
【0008】
請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載された画像読み取り装置において、前記A/D変換手段に用いるリファレンス値を変更する手段は、リファレンス値を1主走査時間に比例させて変更するようにしたことを特徴とするものである。
【0009】
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み取り装置において、前記読み取り対象を濃度基準部材及び原稿とする場合、前記A/D変換手段に用いるリファレンス値を変更する手段は、濃度基準部材及び原稿画像に対するリファレンス値を同じ割合で変更するようにしたことを特徴とするものである。
【0010】
請求項6の発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載された画像読み取り装置において、前記A/D変換手段に用いるリファレンス値をそれぞれの設定条件に対応して予め記憶部に格納しておいた数値を選択して適用するようにしたことを特徴とするものである。
【0011】
請求項7の発明は、請求項1乃至6のいずれかに記載された画像読み取り装置を備えたことを特徴とする画像処理装置である。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明を添付する図面とともに示す以下の実施形態に基づき説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る画像読み取り装置の概略構成を示す。
図1に示す画像読み取り装置において、装置の上部にはコンタクトガラス2と白基準板3が配置される。コンタクトガラス2は原稿1を読み取る際にセットするためのものである。原稿1は、上から圧板(図示せず)と称せられる原稿抑え板によりコンタクトガラス2から浮かないように抑えられる。勿論、公知のADF(オートドキュメントフィーダ)を設けて、トレイにセットされた原稿を自動搬送して供給するような形態で実施しても差し支えない。また、白基準板3はシェーディング補正(後述するシェーディングデータ保存回路35、参照)等に用いる補正データを得るための主走査方向(後述のラインイメージセンサのライン方向で図1面に垂直方向)に設けられた濃度基準部材としての均一濃度のほぼ白色の部材である。
光源4からの照明光は、白基準板3面或いはコンタクトガラス2の原稿載置面を所定の角度で照射し、原稿1或いは白基準板3面からの反射光をその面の画像情報を担った読み取り光として得る。白基準板3或いは原稿1からの反射光は、3枚のミラー、即ち第1ミラー5、第2ミラー6、第3ミラー7により結像レンズ8へ導かれ、結像レンズ8により光電変換素子としてのラインイメージセンサ(ここではセンサとしてCCDを使用)9の受光面に入射し、結像される。
原稿1及び白基準板3の読み取り面を光源(ランプ)4からの照明光により走査するために、光源4と第1ミラー5及び第2ミラー6と第3ミラー7は、各々キャリッジ(図示せず)に搭載して第1走行体12及び第2走行体13を構成し、各走行体12,13をモータ14により駆動することにより、読み取り面とCCD9間距離を一定に保ちながら副走査方向(図示の矢印方向)に往復移動する。
CCD9は入射光量に対応したアナログ画像信号を出力し、この出力を読み取り基板10にてデジタル信号に変換した後、その画像データを画像処理基板11に渡す。
【0013】
図2は本発明の実施形態に係る画像読み取り回路の概略ブロック図を示す。
図2には、原稿面を読み取りCCD(ラインイメージセンサ)9で変換されたアナログ画像信号を、例えば、プロッタ(図示せず)で画像形成に用いる作像データ等として画像処理回路36から出力するまでの画像信号の各処理回路部の動作と、その動作を操作部38から指示された動作モードに従い制御するCPU29よりなる画像読み取り回路が示されている。図2を参照して、回路の構成及び動作について、以下に説明する。
操作部38はユーザーが希望する動作モードの設定入力をするために設けられる。動作モードには、読み取りモード(地肌除去機能等のON/OFF)、出力モード(カラー出力/モノクロ出力)、変倍率等を含む。本発明が着目しているのは出力モード(カラー出力/モノクロ出力)であり、設定されたいずれかの出力モードの情報はCPU29に送信される。CPU29は受け取った出力モード情報によってCCD9を駆動するタイミングを決定する。CCD9の駆動回路21は、CPU29からの動作条件設定用I/F部、カウンタ等から成るタイミング生成部、負荷をドライブするためのドライバ部から成る。CPU29は駆動条件を駆動回路21に設定し、駆動回路21から出力されるクロックに従ってCCD9は駆動される。駆動されたCCD9は、原稿1からの反射光をアナログ画像信号に変換する。なお、駆動条件の設定方法及び設定に従う駆動状態については図7を参照して後記で詳述する。
【0014】
CCD9から出力されるアナログ画像信号は、バッファ22でドライブされてサンプリング回路23にてサンプルホールドされ、リセットノイズ等の高周波成分が除去される。サンプリング回路23の後段にゲインを制御できるゲインアンプ24を設ける。このアンプは、そのコントロール端子に印加される電圧:Vgにてゲインを制御できるアンプであり、図3に例示するようなVg対ゲインがほぼリニアな関係になる特性を有する。
次に設けられるオフセット設定回路25は、そのコントロール端子に印加される電圧:Vofにて画像信号にオフセットを設ける機能を有し、図4に例示するようなVofに比例して+、−のオフセット量を設ける特性を持つ。上記Vg,VofはCPU29がD/A変換回路31を操作して決定する電圧である。例えばD/A変換回路31が8ビットであればCPU29は0 ̄255のいずれかの値:SをD/A変換回路31に対して設定し、D/A変換回路31は対応した電圧を各コントロール端子に出力する。
【0015】
A/D変換回路26は、オフセット設定後のアナログ画像信号をデジタル信号に変換する。図5は、A/D変換回路26をより詳細に示す図であり、同図を参照すると、アナログ画像信号を上限基準(電圧)値、下限基準(電圧)値に基づいて所定の分解能(例えば8bit)でデジタル画像信号に変換する。ここで、Vrefw又はVrefdはA/D変換回路26の上限基準値、Vrefbは下限基準値であり、これらはCPU29がD/A変換回路31を操作して決定する。この時、A/D変換回路26の入力をVin、出力をDoutとすると、
Dout = ( Vin−Vrefb ) ×255 / ( Vref*−Vrefb )
但し、Vref*:Vrefw又はVrefd
上記のVrefwとVrefdの設定について説明すると、D/A変換回路31の出力VrefwとVrefdはセレクタ32に入力されており、セレクタ32は白基準板3を読取る際にはVrefwが、原稿を読取る際にはVrefdがA/D変換回路26に入力されるように、WTGT信号(白基準板読み取りタイミング信号)によりその選択動作を行う。また、D/A変換回路31からの出力電圧:Vg、Vof、Vrefb、Vrefw/Vrefdの設定を各々、図2の様に直接ゲインアンプ24、オフセット設定回路25、A/D変換回路26(セレクタ32)に入力しても良いが、図6に示すように、D/A変換回路31出力電圧を分圧して細かく制御しても構わない。但し、この場合は可変範囲が狭くなるので、抵抗定数を考慮する必要がある。
【0016】
A/D変換回路26からのデジタル画像信号はオフセットレベル検出回路27、オフセットレベル減算回路28に入力される。
オフセットレベル検出回路27はCCD9のOPB(Optical Black)画素(黒レベル信号出力画素)に対応したA/D変換回路26の出力を取り込んで保存する機能を有する。
図8に各回路出力、制御信号のタイミングの一例を示す。同図では、CCD9の出力、サンプリング回路23の出力、A/D変換回路26の出力各々に無効画素、OPB画素、有効画素の出力タイミングと、それに関係付けて、xopbとxlgate(有効画素出力を取り込むためにアサートされるラインゲート)信号が示されている。xopbはOPBに対応するA/D変換回路26出力のタイミングで、所定期間アサートされるようにタイミング設計されているオフセットレベルデータ範囲指示信号である。通常、OPBの後半部分を使用した方がノイズが少ないことが経験上わかっており、ここでもその様に図示している。
図8に示すように、xopb信号がアサートされている期間にA/D変換回路26から出力されるOPB画素信号に基づいてオフセットレベル検出回路27でオフセットレベルを検出する。このとき検出し、保存されるオフセットレベルは複数の画素出力を取り込んだ平均値であり、CCD9の出力系統毎(図示していないが、例えば、偶数番目の画素と奇数番目の画素の2系統出力を行う等)に保存される。オフセットレベル減算回路28は、黒レベル補正を行うために、入力されたA/D変換回路26の出力値からオフセットレベル検出回路27に保存されたオフセットレベル値を減算する回路である。
【0017】
次の白ピーク検出回路30は、xlgate信号とWTGT信号、さらにSMPL信号(白基準板を読み取ったCCD出力をサンプリングする制御信号)がアサートされている範囲内で入力されたデジタル画像信号のピーク値を検出し、保存する回路である。図9は、副走査方向(主ライン走査方向に直交する方向)の信号であるWTGT信号とSMPL信号の関係を示すタイミングチャートである。WTGTはCCD9が基準白板3を読取るタイミングにアサートされる信号であり、セレクタ32の切り替え信号として使用する。セレクタ32は、WTGTがアサートされている場合はVrefw、ネゲートされている場合はVrefdを選択してA/D変換回路26に入力する。SMPLはCCD9が基準白板3を読取るタイミング(WTGT)中の全部、あるいは一部の期間アサートされ、シェーディングデータ保存回路35のシェーディングデータFIFOに基準白板データを取り込むタイミングを指示するものである。
図9に示すように、WTGT信号がアサートされ、白基準板3を読み取った有効画素出力期間(図8のxlgate信号期間)に得られる複数ラインから白ピーク値を検出する。
CPU29は、オフセットレベル検出回路27、白ピーク検出回路30にアクセスすることにより最新のオフセットレベル値、ピーク値を得、ゲインアンプ24のゲインやオフセット設定回路25のオフセット等の調整値を求め、指示を与える。
シェーディングデータ保存回路35は白基準板3を読み取った値を各画素毎に平均化等の処理を行いながら順次保存する回路であり、シェーディング補正回路34は原稿画像を読み取ったデジタル画像データとシェーディングデータ保存回路35に保存されている基準白板データとで補正演算を行う回路である。また、CPU29はこのシェーディングデータ保存回路35から特定画素の値を読み取ることができる。
シェーディング補正後の画像データは、画像データの利用形態に応じた処理、例えば、プロッタ(図示せず)で画像形成に用いる場合には書き込みデータとして、或いはファクシミリ送信の場合には2値化データとして、その処理が画像処理回路36で施される。
【0018】
次に、CCD9における駆動条件の設定方法及び設定に従う動作について詳細に説明する。ここでは、選択される出力モード(カラー出力/モノクロ出力)の設定に従い変更されるCCD9の駆動条件と条件設定時の読み取り動作について述べる。
図7は、カラー出力選択時、モノクロ出力選択時のCCD9の駆動タイミングの1例を表すチャートであり、(A)はカラー出力モード時、(B)はモノクロ出力モード時を示す。図7には、所定の周期を持つ主走査の同期信号、駆動クロック1,2、CCD出力が示されているが、CCD9は図示の時間信号以外にも、図示されていないその他何種類かのクロックにて駆動される。駆動に必要なクロックは使用するCCD9に対応させて用意する。この実施形態では、駆動クロック1,2等の各画素を駆動するクロックはカラー/モノクロ出力モード時とも同じ周波数を用いている、これらのモード間の動作状態の相違は、1主走査期間のクロック数を異なるようにしているところにある。1主走査期間のクロック数はカラー出力モード時≧モノクロ出力モード時として、モード変更時にはクロック数の設定を変える。こうしたクロック数の設定の変更を行い、カラー出力モード時の1主走査期間をモノクロ出力時に比べて長く(図7にて、tc≧tm)することにより、CCD9から大きい出力が得られるようにするものである。
1主走査期間のクロック数を変更するこの実施形態のCCD出力モードの動作に関して、図8を参照して付言する。CCD9にはオプティカルブラック(OPB)といわれる物理的に遮光したセンサ部があり、続いて有効画素といわれる入射光量に比例した電圧を出力するセンサ部がある。図8はCCD9の出力、サンプリング回路23の出力、A/D変換回路26の出力とxopb、xlgateの主走査方向の関係を示している。1主走査期間の駆動クロック数を設定して動作させるときに、設定された駆動クロック数がOPB、有効画素分以上であると、図中Xで示す入射光量に比例しない無効な画素(無効画素)が出力される。このOPB部(図中Oで示す)、有効画素部、無効画素部のデータは1主走査期間毎に繰り返して出力される。
カラー出力モード時(図7(A))には、モノクロ出力モード時(図7(B))よりも多くの駆動クロックが入力されるので、無効画素の出力が多くなる。これらのアナログ画像信号がA/D変換回路26の出力としてデジタル画像信号化された際には所定の遅れが生じるという結果になる。
また、上記した実施形態(図7)とは異なる実施形態として、駆動クロック1,2等の駆動に必要なクロックはカラー/モノクロ出力モード時とも1主走査期間のクロック数を同じ数にしておき、クロック周波数を変えるという方法をとることができる。この実施形態では、モード変更時にクロック周波数をカラー出力モード時≦モノクロ出力モード時として、設定を変える。こうしたクロック周波数のの設定の変更を行い、カラー出力モード時の1主走査期間をモノクロ出力時に比べて長くすることにより、CCD9から大きい出力が得られるようにするものである。
【0019】
次に、上記した出力モード(カラー出力/モノクロ出力)の選択が可能な画像読み取り装置において、出力モードの選択に従い1主走査期間(光蓄積時間)を変更した場合にも広いダイナミックレンジを維持できるようにする本発明の実施形態に関して説明する。
出力モード(フルカラー出力/モノクロ出力)の選択が可能な画像読み取り装置では、フルカラー出力ではモノクロ出力に比較して高S/Nが要求されるので、上記の実施形態に示したように、フルカラー出力モード選択時にはCCD9の光蓄積時間を長くして出力電圧を大きくすることで対応できるようにする。この場合、フルカラー出力/モノクロ出力によって、アナログ画像信号の大きさが異なる。従来、A/D変換回路の基準電圧を一定として広いダイナミックレンジを維持しようとすると、A/D変換の入力段の可変ゲインアンプのゲイン調整によるので、、特にフルカラー出力/モノクロ出力のモード変更のような場合に対応しようとすると、ゲイン可変範囲は、より広く求められ、アンプの高コスト化につながる。そこで、本実施形態では、可変ゲインアンプのゲイン可変範囲が広くなくとも、広いダイナミックレンジを保ったデジタル画像信号出力を得ることを可能にする手段として、出力モード(カラー出力/モノクロ出力)の選択に応じてA/D変換回路の基準電圧を変更することにより対応し得るようにした低コストの手段を用いた画像読取装置を提案する。
【0020】
図10は、本実施形態の画像読み取り装置の読み取り動作のフローチャートを示す。図10のフローに基づいて、出力モード(カラー出力/モノクロ出力)の選択に応じてA/D変換回路の基準電圧を変更して読み取り動作を行う本例の画像読み取り装置の構成及び動作を以下に説明する。
画像読み取り装置を起動させると、先ず、操作部38では、ユーザーの入力操作により選択された出力モード(カラー出力/モノクロ出力)の設定指示を受け入れ(S11)、スタートボタンが押されたことを確認した時点で操作部38からCPU29にどちらの出力モードが選択されたかを送信する(S12)。
次いで、CPU29は、設定された出力モードに対応したCCD9の駆動条件を駆動回路21に設定する(S13)。
カラー出力/モノクロ出力の各モード選択時に設定する駆動条件は、カラー出力モード時の1主走査期間(光蓄積時間)をモノクロ出力時に比べて長くするようにし、下記[表1][表2]の2例の形態で実施し得る。
【0021】
【表1】
【0022】
なお、[表1]において、F1,N1,N2は任意の数値である。この実施例の特徴はクロック周波数を不変として、1主走査期間の駆動クロック数を選択モードにより変化させる。
【0023】
【表2】
【0024】
なお、[表2]において、F1,F2,N1は任意の数値である。この実施例の特徴はクロック周波数を選択モードにより変化させ、1主走査期間の駆動クロック数を不変とする。この方式では、クロック周波数を変更することになるので、駆動回路21内部にPLL回路を必要とする。
上記した設定値F1,F2,N1,N2はその都度CPU29が、実施装置に合った計算式で算出しても良いし、予めメモリに格納しておいた値を用いても良い。
CPU29は、CCD9の駆動条件を設定した後に、A/D変換回路26に用いる基準(リファレンス)電圧として、選択された出力モードに対応した電圧値をD/A変換回路31を介して設定する(S14)。
カラー出力/モノクロ出力の各モード選択時に設定する基準(リファレンス)電圧値の条件は、カラー出力モード時の基準電圧値をモノクロ出力時に比べて大きくするようにし、例えば[表3]の形態で実施し得る。
【0025】
【表3】
【0026】
なお、[表3]において、CPU29がD/A変換回路31に設定する値S1,S2は、いずれの出力モードを選択した場合にも(つまり、1主走査期間(光蓄積時間)を出力モードに適した条件に変更して駆動しても)、所定の広ダイナミックレンジを保つことを可能にするための値とし、その都度CPU29が、実施装置に合った計算式で算出しても良いし、予めメモリに格納しておいた値を用いても良い。上記のようにして基準(リファレンス)電圧値を求める際に、選択したモードの適合値のみを求め、求めた値を設定するという方式によっても良いが、図11に示すように、D/A変換回路31は多出力をもち、出力はセレクタ33に入力される。CPU29は出力モードを示す信号をセレクタ33に入力し、D/A変換回路31の一方の出力モードの基準電圧を選択する。
A/D変換回路26に基準電圧を設定した後、画像読み取り装置は読み取り動作を開始し、ランプを点灯から始まる一連の画像を読み取り処理を行なうための動作を行う(S15)。
【0027】
上記した実施形態において、各出力動作モードにおけるCCD9の駆動条件と駆動条件に対応するA/D変換回路26に用いる基準電圧は、それぞれ個別に用意した設定値を用いるという形態で実施し得るものを想定したが、次の実施形態では、相互関係を考慮して設定を行うようにするものである。
CCD9の出力は光蓄積時間(1主走査時間)に比例するので、A/D変換回路26に用いる基準電圧を光蓄積時間(1主走査時間)に比例させて変化させることにより対応することができる。このようにしても、光源4の光量、CCD9のセンサ感度、メカ寸法のバラツキ等を考慮した時に必要なゲインアンプ24のゲイン可変範囲は光蓄積時間が変わっても、同じ可変範囲で対応できる。
本実施形態の設定方法は、前述のS1,S2([表3]参照)をN1,N2([表1]参照)或いはF1,F2([表2]参照)と関連つけて決定することで実現できる。
即ち、次の各式により決定する。
N1/F1/f(S1)=N2/F1/f(S2):駆動クロック数変化方式([表1]参照)の場合
或いは、
N1/F1/f(S1)=N1/F2/f(S2):クロック周波数変化方式([表2]参照)の場合
但し、上記各式においてf(S)は、D/A変換器31に設定値Sを設定した時の出力値(A/D変換回路26の基準電圧)である。
【0028】
次に示す実施形態は、A/D変換回路26の基準電圧をカラー出力/モノクロ出力の各モードに適した設定にする際に、画像読み取り装置の各機械間のバラツキの補正を加味した設定を行うようにすることを可能にするものである。
原稿を読み取ったデジタル画像データはシェーディングデータ保存回路35に保存されている基準白板データを用いてシェーディング補正されるので、補正後のデジタル画像データの大きさは基準白板データに依存することになる。このため、基準白板データと基準濃度の原稿を読み取ったデジタル画像データの比が一定値に規格化されていないと、同じ濃度の原稿を読み取った場合でも補正後のデジタル画像データは機械間でバラツキを持つことになる。このバラツキをA/D変換回路26の基準電圧の設定値を変更することにより補正可能とする。
このような補正を加味してカラー出力/モノクロ出力の各出力モードに対応する基準電圧設定を行うため、まず現行出力モードの1主走査時間(読み取り時間)の設定で基準白板読み取り時、原稿読み取り時のA/D変換回路26の出力が規定の比率になる様な基準電圧値を求め、主走査時間変更時には、基準白板読み取り時、原稿読み取り時の各基準電圧をそれぞれ変更する方法を採用することにより目的の動作を実現する。
【0029】
図12は、本実施形態の動作を実現するために使用される基準電圧の設定値の保存処理に関するフローチャートを示す。なお、本例は、1主走査時間をt1,t2に切り替える場合の例である。
図12を参照すると、先ず1主走査時間t1の場合にD/A変換回路31にゲインVg、基準白板読み取り用上側基準電圧Vrefw、原稿読み取り用上側基準電圧Vrefd、下側基準電圧Vrefb、オフセットレベルVofに対応するデフォルト値を設定する(S21)。
次に、基準濃度の原稿をコンタクトガラス2上にセットし、キャリッジを基準濃度原稿読み取り位置に移動させる(S22)。このとき、A/D変換回路26の上側基準電圧は、Vrefd(原稿読み取り用)が選択されるようにセレクタ32へのWTGT信号を操作する。
CPU29は、オフセットレベル検出回路27の値を参照しながら、オフセットレベルが所定値になる様にD/A変換回路31のVof用設定値:Sofを調整する(S23)。また、コンタクトガラス2上に置かれた基準濃度原稿を読み取り、白ピーク検出回路30の値を参照しながら、ピークデータ:Ddpが所定値になる様にD/A変換回路31のVg用設定値:Sgを調整する(S24)。
この後、基準濃度原稿読み取り時の特定画素の値:Ddを取り出し(S25)、キャリッジを基準白板3の読み取り位置に移動させ、セレクタ32によりA/D変換回路26の上側基準電圧をVrefw(基準白板読み取り用)に切り替える(S26)。
【0030】
次に基準白板3を読み取り、上記と同じ特定画素の値:Dwを取り出す。この基準白板3を読み取った値:Dwが基準濃度原稿を読み取った値:Ddに対して公差A以内に入っているか否か判断する(S28)。ここで、公差A以内に入っていない場合、CPU29はA/D変換回路26のVrefwを変えるためにD/A変換回路31の設定値Srefwを変更して(S29)、再度基準白板3を読み取り、Ddに対して公差A以内に入るまで、ステップS27〜29を繰り返す。
基準白板3を読み取った値:Dwが基準濃度原稿を読み取った値:Ddに対して公差A以内に入った場合(S28−YES)、そのときのVrefwに対応するD/A変換回路31の設定値をSrefw1とする(S30)。
次いで、1主走査時間t2にした時にA/D変換回路26で用いる基準白板読み取り用上側基準電圧Vrefw、原稿読み取り用上側基準電圧Vrefdに対応するD/A変換回路31の設定値:Srefd2、Srefw2を求める(S31)。Srefd2、Srefw2は以下の関数に従って求める。
Srefd2=f(Srefd1,t1,t2)
Srefw2=g(Srefw1,t1,t2)
上記関数において、f(Srefd,t)、g(Srefw,t)は、1主走査時間とD/A変換回路31の設定値に対する関数式である。
(上側基準電圧―下側基準電圧)を1主走査時間に比例させる様に設計する場合は、以下のように関数式が定まる。
(Vrefw1−Vrefb)×t2=(Vrefw2−Vrefb)×t1
∴ Vrefw2=((Vrefw1−Vrefb)×t2/t1)+Vrefb
仮に、Vref*=α・Sref*+β (*はdまたはwまたはb)
の関係である場合、
となる。
同様に、
となる。
処理フローでは、上記のようにして求めたD/A変換回路31の設定値:Srefw1,Srefw2,Srefd2をCPU29制御下の不揮発性メモリに保存し(S32)、この処理フローを終える。
【0031】
次に、上記した基準電圧の設定値の保存処理により1主走査時間を変更した場合に使用するD/A変換回路31の設定値を不揮発性メモリに格納した後、該メモリに格納された設定値をD/A変換回路31に設定し、読み取りを実行する際の処理動作に関する実施形態を示す。
図13は、D/A変換回路31の設定値を反映した読み取り動作のフローチャートを示す。
図13を参照すると、先ず、画像読み取り装置の電源がONされたことを確認して(S41−YES)、D/A変換器31に対して各種デフォルト値を設定する。ここでは、ゲインVg、オフセットVof、A/D変換回路26の基準(リファレンス)電圧関連等のデフォルト値を設定する。A/D変換回路26の上側基準電圧の設定値は、例えばデフォルト設定において読み取り時間(1主走査時間)をt1とした場合、不揮発性メモリに格納しておいた、Srefw1,Srefd1を設定する(S41)。
次いで、デフォルト設定で始動させ、オフセットレベル検出回路27の値を参照しながら、オフセットレベルが所定値になる様に、また、白ピーク検出回路30の値を参照しながら、ピーク値が所定値になる様に、オフセット調整、ゲイン調整等のセットアップ動作を行なう(S43)。
【0032】
ここで、読み取り要求を待ち、要求があった場合に(S44−YES)、1主走査時間の変更があったかをチェックして、1主走査時間の変更の指示があった場合に(S45−YES)、D/A変換器31に対し指示する基準白板、原稿読み取り用の基準電圧設定値Srefw、Srefdを下記[表4]で示される様に、不揮発性メモリから読み出して変更する(S46)。
この例ではSrefw1,Srefd11が先ず設定されていたので、Srefw2,Srefd12に変更する。なお、ここでは、下側基準電圧Vrefbに対する設定値Srefbは固定のままとする。
【0033】
【表4】
【0034】
ステップS45で、1主走査時間の変更の指示がなかった場合には、基準白板、原稿読み取り用の基準電圧設定値Srefw、Srefdを変更するステップS46をパスする。
次いで、上記のフローを経て設定された条件に従って、原稿1(基準白板3)の読み取りを実行して(S47)、次の読み取り要求を待つ(S44)。
以上の様に、1主走査時間の変更があった場合は基準白板、原稿読み取り用の基準電圧設定値Srefw、Srefdを同じ割合で変更する。
また、上記でSrefd2=f(Srefd1,t1,t2)、Srefw2=g(Srefw1,t1,t2)の関数式の例を示したが、回路構成、設計思想によりのこの関数式は異なってくるが、基準白板/原稿読み取り時の基準電圧の比が一定であれば問題無い。
更に、上記実施形態では比例関係を保った基準電圧の設定値を一旦メモリに入れる方式であったが、1主走査時間の変更があった場合にその都度、計算をし直してD/A変換器31に設定する方式であっても構わない。
【0035】
また、上述した実施形態に示す画像読み取り装置は、スキャナ、複写機、ファクシミリ等の画像処理装置の画像読み取り部として装備することにより該画像処理装置を構成し得る。スキャナ、複写機、ファクシミリ等の画像処理装置を構成するときには、各画像処理装置の仕様に従って、当該画像読み取り装置の入力側には読み取り対象を供給する装置(例えばADF:オートドキュメントフィーダ)、を、又出力側に読み取りデータを利用形態に適したデータに変換・処理するデータ処理装置や処理後のデータを用いて各種の出力を行う出力装置(例えば、画像形成装置)を組み合わせる必要がある。なお、スキャナ、複写機、ファクシミリ等の画像処理装置を構成するために当該画像読み取り装置の入力側、出力側に装備するこれらの装置については、既存の技術を適用することにより、実施することが可能である。
【0036】
【発明の効果】
(1) 請求項1の発明に対応する効果
出力モードに対応したS/NのCCD出力を得るために読み取り時間(1主走査時間)を変更する場合に、A/D変換手段に用いるリファレンス値をCCDの1主走査時間を設定する手段により設定された1主走査時間に応じて調整するようにしたので、可変範囲が割合狭いゲインアンプ(低コストのアンプ)を用いた構成でも、簡易な方式によりA/D変換手段の性能を充分に引き出して使用することが可能になる。即ち、デジタル出力信号の広ダイナミックレンジを確保でき(実効的な階調数が確保でき)、その結果、シェーディング補正演算結果の丸め込み量も小さくすることが可能で、ガサツキ感の無い綺麗な画像を得ることができる。
(2) 請求項2,3の発明に対応する効果
上記(1)の効果に加えて、読み取り時間(1主走査時間)として画像信号出力の用途に適応する値を設定するようにしたので、目的に合った画像を取り出すことができる。また、カラー出力用途の場合には、より高画質の信号出力が得られ、モノクロ出力用途の場合には、読み取り処理の高生産性を図ることができる。
【0037】
(3) 請求項4の発明に対応する効果
上記(1)、(2)の効果に加えて、リファレンス値を1主走査時間に比例させて変更するようにしたことにより、例えばゲインアンプのゲイン可変範囲が最小ですむ等、制御手段を簡易な手段で実現することが可能になる。
(4) 請求項5の発明に対応する効果
上記(1)〜(3)の効果に加えて、読み取り対象を濃度基準部材及び原稿とする場合、A/D変換手段に用いるリファレンス値を濃度基準部材及び原稿画像に対するリファレンス値を同じ割合で変更するようにしたことにより、変更前後での画像濃度および画像読み取り装置毎の濃度バラツキを無くすことが可能になる。
(5) 請求項6の発明に対応する効果
上記(1)〜(4)の効果に加えて、A/D変換手段に用いるリファレンス値をそれぞれの設定条件に対応して予め記憶部に格納しておいた数値を選択して適用するようにしたことにより、画像読み取り装置の電源をOFF/ONしても同じ設定値を再度使用することが可能になる。
(6) 請求項7の発明に対応する効果
上記(1)〜(5)の効果を複写機、ファクシミリ、スキャナ、及び上記の複合機、或いは画像データを蓄積するファイリング装置等の画像読み取り装置を装備した画像処理装置において実現することができ、画像処理装置の処理性能を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る画像読み取り装置の概略構成を示す。
【図2】本発明の実施形態に係る画像読み取り回路の概略ブロック図を示す。
【図3】ゲインアンプの特性を表すグラフで、ゲイン制御量(Vg)とゲインの関係を示す。
【図4】オフセット設定回路の特性を表すグラフで、オフセット制御量(Vof)とオフセット量の関係を示す。
【図5】図2に示されるA/D変換回路をより詳細に示す図であ。
【図6】D/A変換回路出力を分圧する方式の電圧設定回路の他の実施形態を示す。
【図7】カラー出力選択時、モノクロ出力選択時のCCDの駆動タイミングの1例を表すチャートである。
【図8】1主走査期間のクロック数を変更するこの実施形態のCCD出力モードの動作を説明するための図である。
【図9】副走査方向の白基準板読み取りゲート信号を示すタイミングチャートを示す。
【図10】本発明に係わる画像読み取り装置の読み取り動作のフローチャートを示す。
【図11】多出力のD/A変換回路によるリファレンス電圧設定回路の一例を示す。
【図12】A/D変換回路に使用される基準電圧の設定値の保存処理に関するフローチャートを示す。
【図13】D/A変換回路による設定値を反映した読み取り動作のフローチャートを示す。
【符号の説明】
1…原稿、 2…コンタクトガラス、
3…白基準板、 4…光源、
9…CCDラインイメージセンサ、
10…読み取り基板、 11…画像処理基板、
21…駆動回路、 26…A/D変換回路、
29…CPU、 31…D/A変換回路、
34…シェーディング補正回路、 35…シェーディングデータ保存回路、
38…操作部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image reading device and an image processing device (scanner, digital copier, digital facsimile, etc.) equipped with the image reading device, and more particularly, to one main scanning of a line image sensor (CCD: Charge Coupled Device). The present invention relates to an image reading apparatus provided with an adjusting means capable of variably setting a time and maintaining a wide dynamic range even when the setting of one main scanning time is changed, and an image processing apparatus equipped with the image reading apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an image reading device provided in a scanner, a copying machine, or the like has a line image sensor (CCD), and converts a target image into a time-series electric signal by a line scanning method using the CCD. In such an image reading apparatus, a digital signal is obtained by inputting an analog image signal from a line sensor that has read an image to an A / D conversion circuit. At this time, in order to fully utilize and use the performance of the A / D conversion circuit, the analog image signal has a wide dynamic range that does not exceed the reference voltage of the A / D conversion circuit. It is desirable to enter In the prior art, a wide dynamic range can be obtained for the input to the A / D conversion circuit by performing analog signal processing such as clamp correction and sample hold on the output of the CCD line sensor, and then adjusting the gain through a variable amplifier. A value is used (see, for example, JP-A-6-105135).
In the case of this conventional method, the CCD output is amplified by a variable amplifier so as to match a predetermined input range of the A / D conversion circuit, so that the gain adjustment range of this amplifier depends on the CCD output. Also, since this CCD output originally has variations due to variations in the light source light amount, line sensor sensitivity, mechanical dimensions, etc., in the conventional method, the variable amplifier uses a variable amplifier from the minimum to the maximum in consideration of these factors. It was necessary to have a wide variable range that could cover the entire range. Such an amplifier design is technically difficult, and the cost cannot be avoided.
[0003]
By the way, when an image forming apparatus having a full-color output function and a monochrome output function (for example, a printer installed in a copying machine or the like) is considered, the full-color output is compared with the monochrome output to generate an image signal used for image formation. High S / N is required. In this case, since the characteristics of the CCD, the CCD output signal processing circuit, and the reading illumination system are common, in order to obtain a high S / N image signal when the operation mode using the full color output function is selected, the light accumulation time of the CCD is required. Can be dealt with by increasing the output voltage and increasing the output voltage. On the other hand, when the operation mode using the monochrome output function is selected, the S / N is also required. However, usually, productivity such as how many documents can be read per unit time is emphasized. In order to achieve both, there is an idea that the light accumulation time of the CCD is changed when the operation mode of each of the full-color output and the monochrome output is selected.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when such a measure is taken, it is necessary to stabilize the CCD output that changes due to the mode change, and if this is performed by adjusting the gain of the amplifier, the gain variable range of the variable amplifier will have the aforementioned CCD output variation. In addition to the factors, the light accumulation time must be taken into account. In particular, an IC contained in one package is used in a circuit for performing processing until the output of a line sensor is input to an A / D conversion circuit as in the cited conventional example (Japanese Patent Laid-Open No. 6-105135). In this case, since the variable gain range of the amplifier is limited, it is necessary to add an external amplifier when a wider variable gain range is required.
The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and has as its object to switch one main scanning time by mode setting, drive a sensor pixel according to the switched setting condition, and read a read image signal. In an image reading apparatus that obtains a digital signal output by using a line image sensor that detects (changes the S / N of a detected image signal), even when the line image sensor is operated by switching one main scanning time by mode setting, Equipped with a simple and low-cost means that can obtain a digital image signal output with a wide dynamic range, without using the conventional method that had been solved by fully adopting the gain adjustment of the amplifier. Provided is an image reading device and an image processing device (scanner, copier, facsimile, etc.) provided with the image reading device. Lies in the fact.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
A first main scanning time setting means for variably setting one main scanning time, a line image sensor for driving a sensor pixel according to the set one main scanning time and detecting an image signal to be read, An image reading apparatus having A / D conversion means for converting an analog image signal detected by the line image sensor into a digital signal based on a variable reference value, wherein the reference value used for the A / D conversion means is set to An image reading apparatus comprising: means for changing in accordance with one main scanning time set by one main scanning time setting means.
[0006]
According to a second aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the first aspect, the one main scanning time can be set in the one main scanning time setting means so as to be suitable for the purpose of outputting a read image signal. It is assumed that.
[0007]
According to a third aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the second aspect, the read image signal output is used for color and monochrome, one main scanning time is long for color, and one main scan for monochrome. The feature is that the time is reduced.
[0008]
According to a fourth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to any one of the first to third aspects, the means for changing a reference value used in the A / D conversion means makes the reference value proportional to one main scanning time. It is characterized in that it is changed by changing.
[0009]
According to a fifth aspect of the present invention, in the image reading device according to any one of the first to fourth aspects, when the reading target is a density reference member and a document, a reference value used for the A / D conversion unit is changed. The means is characterized in that reference values for the density reference member and the document image are changed at the same ratio.
[0010]
According to a sixth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to any one of the first to fifth aspects, a reference value used for the A / D conversion unit is stored in a storage unit in advance corresponding to each set condition. It is characterized in that the set numerical value is selected and applied.
[0011]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an image processing apparatus including the image reading device according to any one of the first to sixth aspects.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention will be described based on the following embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of an image reading apparatus according to an embodiment of the present invention.
In the image reading apparatus shown in FIG. 1, a
The illumination light from the light source 4 irradiates the
In order to scan the reading surfaces of the original 1 and the
The
[0013]
FIG. 2 is a schematic block diagram of the image reading circuit according to the embodiment of the present invention.
In FIG. 2, an analog image signal obtained by reading a document surface and converted by a CCD (line image sensor) 9 is output from an
The
[0014]
The analog image signal output from the
The offset setting
[0015]
The A /
Dout = (Vin−Vrefb) × 255 / (Vref * −Vrefb)
However, Vref *: Vrefw or Vrefd
The setting of Vrefw and Vrefd will be described. The outputs Vrefw and Vrefd of the D /
[0016]
The digital image signal from the A /
The offset
FIG. 8 shows an example of the timing of each circuit output and control signal. In the figure, the output of the
As shown in FIG. 8, the offset level is detected by the offset
[0017]
The next white
As shown in FIG. 9, the WTGT signal is asserted, and a white peak value is detected from a plurality of lines obtained during an effective pixel output period (the xlgate signal period in FIG. 8) in which the
The
The shading
The image data after the shading correction is processed in accordance with a use form of the image data, for example, as write data when used for image formation by a plotter (not shown), or as binary data in the case of facsimile transmission. The processing is performed by the
[0018]
Next, a method of setting driving conditions in the
FIGS. 7A and 7B are charts showing an example of the drive timing of the
The operation in the CCD output mode of this embodiment in which the number of clocks in one main scanning period is changed will be additionally described with reference to FIG. The
In the color output mode (FIG. 7A), more drive clocks are input than in the monochrome output mode (FIG. 7B), so that the output of invalid pixels increases. When these analog image signals are converted into digital image signals as the output of the A /
Further, as an embodiment different from the above-described embodiment (FIG. 7), the clocks required for driving the driving clocks 1, 2 and the like are set to the same number of clocks in one main scanning period even in the color / monochrome output mode. , The clock frequency can be changed. In this embodiment, when the mode is changed, the setting is changed such that the clock frequency is set in the color output mode ≦ the monochrome output mode. By changing the setting of the clock frequency and making one main scanning period in the color output mode longer than that in the monochrome output, a large output can be obtained from the
[0019]
Next, in the image reading apparatus capable of selecting the output mode (color output / monochrome output), a wide dynamic range can be maintained even when one main scanning period (light accumulation time) is changed according to the selection of the output mode. An embodiment of the present invention will be described.
In an image reading apparatus capable of selecting an output mode (full-color output / monochrome output), a higher S / N is required for full-color output than for monochrome output. Therefore, as described in the above embodiment, full-color output is required. At the time of mode selection, it is possible to cope with this by increasing the light accumulation time of the
[0020]
FIG. 10 is a flowchart illustrating a reading operation of the image reading apparatus according to the present embodiment. Based on the flow of FIG. 10, the configuration and operation of the image reading apparatus of the present example that performs the reading operation by changing the reference voltage of the A / D conversion circuit according to the selection of the output mode (color output / monochrome output) will be described below. Will be described.
When the image reading apparatus is started, first, the
Next, the
The driving conditions set when selecting each mode of color output / monochrome output are such that one main scanning period (light accumulation time) in the color output mode is longer than that in the monochrome output, and the following [Table 1] and [Table 2] It can be implemented in two forms.
[0021]
[Table 1]
[0022]
In Table 1, F1, N1, and N2 are arbitrary numerical values. The feature of this embodiment is that the clock frequency is not changed, and the number of driving clocks in one main scanning period is changed by the selection mode.
[0023]
[Table 2]
[0024]
In Table 2, F1, F2, and N1 are arbitrary numerical values. The feature of this embodiment is that the clock frequency is changed by the selection mode, and the number of driving clocks in one main scanning period is not changed. In this method, since the clock frequency is changed, a PLL circuit is required inside the
The above-described set values F1, F2, N1, and N2 may be calculated by the
After setting the driving conditions of the
The condition of the reference (reference) voltage value set when each mode of the color output / monochrome output is selected is such that the reference voltage value in the color output mode is set to be larger than that in the monochrome output, and is implemented, for example, in the form of [Table 3]. I can do it.
[0025]
[Table 3]
[0026]
In Table 3, the values S1 and S2 set by the
After setting the reference voltage in the A /
[0027]
In the above-described embodiment, the driving condition of the
Since the output of the
The setting method of the present embodiment is determined by associating the aforementioned S1 and S2 (see [Table 3]) with N1 and N2 (see [Table 1]) or F1 and F2 (see [Table 2]). realizable.
That is, it is determined by the following equations.
N1 / F1 / f (S1) = N2 / F1 / f (S2): In the case of the driving clock number change method (see [Table 1])
Or,
N1 / F1 / f (S1) = N1 / F2 / f (S2): Clock frequency change method (see [Table 2])
In the above equations, f (S) is the output value (reference voltage of the A / D conversion circuit 26) when the set value S is set in the D /
[0028]
In the embodiment described below, when the reference voltage of the A /
Since the digital image data obtained by reading the document is subjected to shading correction using the reference whiteboard data stored in the shading
In order to set the reference voltage corresponding to each output mode of color output / monochrome output in consideration of such correction, first, at the time of setting one main scanning time (reading time) in the current output mode, when reading the reference white board and reading the original. In this case, a reference voltage value is determined so that the output of the A /
[0029]
FIG. 12 is a flowchart illustrating a process of storing the set value of the reference voltage used to implement the operation of the present embodiment. This example is an example in which one main scanning time is switched to t1 and t2.
Referring to FIG. 12, first, in the case of one main scanning time t1, the gain Vg, the reference white plate reading upper reference voltage Vrefw, the document reading upper reference voltage Vrefd, the lower reference voltage Vrefb, and the offset level are supplied to the D /
Next, a document having the reference density is set on the
The
Thereafter, the value of the specific pixel: Dd at the time of reading the reference density document is taken out (S25), the carriage is moved to the reading position of the reference
[0030]
Next, the reference
When the value read from the reference white plate 3: Dw falls within the tolerance A with respect to the value read from the reference density document: Dd (S28-YES), the setting of the D /
Next, the set values of the D /
Srefd2 = f (Srefd1, t1, t2)
Srefw2 = g (Srefw1, t1, t2)
In the above function, f (Srefd, t) and g (Srefw, t) are function expressions for one main scanning time and the set value of the D /
When the design is made such that (upper reference voltage−lower reference voltage) is proportional to one main scanning time, a function formula is determined as follows.
(Vrefw1-Vrefb) × t2 = (Vrefw2-Vrefb) × t1
V Vrefw2 = ((Vrefw1-Vrefb) × t2 / t1) + Vrefb
Assuming that Vref * = α · Sref * + β (* is d or w or b)
If the relationship is
It becomes.
Similarly,
It becomes.
In the processing flow, the setting values: Srefw1, Srefw2, and Srefd2 of the D /
[0031]
Next, after the set value of the D /
FIG. 13 shows a flowchart of a reading operation in which the set value of the D /
Referring to FIG. 13, first, it is confirmed that the power of the image reading apparatus is turned on (S41-YES), and various default values are set for the D /
Next, starting with the default setting, the peak value is set to a predetermined value so that the offset level becomes a predetermined value while referring to the value of the offset
[0032]
Here, a reading request is waited. If there is a request (S44-YES), it is checked whether or not one main scanning time has been changed. If there is an instruction to change one main scanning time (S45-YES). ), The reference white plate and the reference voltage setting values Srefw and Srefd for reading the document to be instructed to the D /
In this example, since Srefw1 and Srefd11 are set first, they are changed to Srefw2 and Srefd12. Here, the set value Srefb for the lower reference voltage Vrefb remains fixed.
[0033]
[Table 4]
[0034]
If there is no instruction to change one main scanning time in step S45, step S46 for changing the reference white plate and the reference voltage setting values Srefw and Srefd for reading the document is passed.
Next, the original 1 (reference white plate 3) is read according to the conditions set through the above flow (S47), and the next reading request is waited (S44).
As described above, when one main scanning time is changed, the reference white plate and the reference voltage setting values Srefw and Srefd for reading the original are changed at the same ratio.
In the above, the example of the function formula of Srefd2 = f (Srefd1, t1, t2) and Srefw2 = g (Srefw1, t1, t2) has been shown. However, this function formula differs depending on the circuit configuration and design concept. There is no problem if the ratio of the reference voltage to the reference white plate / document reading is constant.
Further, in the above-described embodiment, the method of temporarily storing the set value of the reference voltage maintaining the proportional relationship in the memory is used. However, every time the main scanning time is changed, the calculation is performed again and the D / A conversion is performed. The method set in the
[0035]
Further, the image reading apparatus shown in the above-described embodiment can be configured as an image reading unit of an image processing apparatus such as a scanner, a copying machine, a facsimile, etc. When configuring an image processing apparatus such as a scanner, a copying machine, a facsimile, etc., a device (for example, an ADF: an auto document feeder) for supplying a reading target to the input side of the image reading device according to the specifications of each image processing device In addition, it is necessary to combine a data processing device that converts and processes read data into data suitable for a use form and an output device (for example, an image forming device) that performs various outputs using the processed data on the output side. Note that these devices that are provided on the input side and the output side of the image reading device to configure an image processing device such as a scanner, a copier, and a facsimile can be implemented by applying existing technology. It is possible.
[0036]
【The invention's effect】
(1) Effects corresponding to the first aspect of the invention
When the reading time (one main scanning time) is changed to obtain the S / N CCD output corresponding to the output mode, the reference value used for the A / D conversion means is set by the means for setting the one main scanning time of the CCD. Since the adjustment is performed in accordance with the set one main scanning time, the performance of the A / D conversion means can be sufficiently improved by a simple method even in a configuration using a gain amplifier (a low-cost amplifier) having a narrow variable range. It can be pulled out and used. In other words, a wide dynamic range of the digital output signal can be secured (an effective number of gradations can be secured). As a result, the rounding amount of the shading correction calculation result can be reduced, and a clear image without rough feeling can be obtained. Obtainable.
(2) Effects corresponding to the inventions of
In addition to the effect (1), a value suitable for the purpose of image signal output is set as the reading time (one main scanning time), so that an image suitable for the purpose can be taken out. Further, in the case of color output use, a signal output with higher image quality can be obtained, and in the case of monochrome output use, high productivity of reading processing can be achieved.
[0037]
(3) Effects corresponding to the invention of claim 4
In addition to the above effects (1) and (2), by changing the reference value in proportion to one main scanning time, the control means can be simplified, for example, the gain variable range of the gain amplifier can be minimized. It can be realized by various means.
(4) Effects corresponding to the invention of
In addition to the effects of the above (1) to (3), when the reading target is the density reference member and the document, the reference value used for the A / D conversion means is changed at the same rate as the reference value for the density reference member and the document image. By doing so, it is possible to eliminate variations in image density before and after the change and in density of each image reading apparatus.
(5) Effects corresponding to the invention of
In addition to the effects of the above (1) to (4), the reference value used for the A / D conversion means is selected and applied to a numerical value stored in the storage unit in advance corresponding to each setting condition. Thus, the same setting value can be used again even when the power of the image reading apparatus is turned off / on.
(6) Effects corresponding to the invention of
The effects of the above (1) to (5) can be realized in an image processing apparatus equipped with an image reading device such as a copying machine, a facsimile, a scanner, and the above-described multifunction peripheral, or a filing device for storing image data. It is possible to improve the processing performance of the image processing device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a schematic configuration of an image reading apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic block diagram of an image reading circuit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing characteristics of a gain amplifier, showing a relationship between a gain control amount (Vg) and a gain.
FIG. 4 is a graph showing characteristics of an offset setting circuit, showing a relationship between an offset control amount (Vof) and an offset amount.
FIG. 5 is a diagram showing the A / D conversion circuit shown in FIG. 2 in more detail;
FIG. 6 shows another embodiment of a voltage setting circuit that divides the output of the D / A conversion circuit.
FIG. 7 is a chart showing an example of a CCD drive timing when a color output is selected and a monochrome output is selected.
FIG. 8 is a diagram for explaining an operation in a CCD output mode of this embodiment in which the number of clocks in one main scanning period is changed.
FIG. 9 is a timing chart showing a white reference plate reading gate signal in the sub-scanning direction.
FIG. 10 shows a flowchart of a reading operation of the image reading apparatus according to the present invention.
FIG. 11 illustrates an example of a reference voltage setting circuit including a multi-output D / A conversion circuit.
FIG. 12 is a flowchart illustrating a process of storing a set value of a reference voltage used in the A / D conversion circuit.
FIG. 13 shows a flowchart of a reading operation in which a set value is reflected by a D / A conversion circuit.
[Explanation of symbols]
1 ... manuscript, 2 ... contact glass,
3: white reference plate, 4: light source,
9 ... CCD line image sensor
10: read substrate, 11: image processing substrate,
21: drive circuit, 26: A / D conversion circuit,
29: CPU, 31: D / A conversion circuit,
34: shading correction circuit, 35: shading data storage circuit,
38 Operation unit.
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2002
- 2002-06-14 JP JP2002174066A patent/JP2004023349A/en active Pending
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