JP2005051566A - Image reading apparatus and image reading method - Google Patents
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Description
本発明は、原稿を光学的に読み取る画像読取装置及び画像読取方法に関し、特に複数個の光源を選択的に点灯可能な画像読取装置において、原稿をなるべく高い画質(高階調)で読み取るための技術に関する。 The present invention relates to an image reading apparatus and an image reading method for optically reading an original, and in particular, a technique for reading an original with as high image quality (high gradation) as possible in an image reading apparatus capable of selectively lighting a plurality of light sources. About.
複写機又はファクシミリ装置等に搭載される画像読取装置においては、読取対象の原稿面に光を照射し、その反射光をCCD等の光学変換素子により構成された光学読取手段でアナログの電気信号に変換し、このアナログ信号をA/D変換器によってデジタル信号に変換し、このデジタル信号にシェーディング補正やγ補正等種々の画像データ処理を施した上で印字装置又は外部装置に画像データとして出力している。 In an image reading apparatus mounted on a copying machine or a facsimile machine, light is irradiated onto a document surface to be read, and the reflected light is converted into an analog electric signal by an optical reading means constituted by an optical conversion element such as a CCD. This analog signal is converted into a digital signal by an A / D converter, and this digital signal is subjected to various image data processing such as shading correction and γ correction, and then output as image data to a printing device or an external device. ing.
このような画像読取装置の中には、複数の光源を用いて原稿に光を照射して原稿の読取走査を行うタイプの装置がある。原稿面に対して異なる角度から光を照射することにより原稿上の画像データを精緻に読み取ることができる。また、モノクロ読取モードやカラー読取モード等を切替えて原稿を読み取る場合、光源を必ずしも全点灯するのではなく選択的に点灯することにより、適切な色調の光のみを原稿に照射したほうが良い場合もある。 Among such image reading apparatuses, there is a type of apparatus that scans an original by irradiating the original with light using a plurality of light sources. By irradiating light from different angles with respect to the document surface, the image data on the document can be read precisely. In addition, when reading a document by switching the monochrome reading mode or the color reading mode, it may be desirable to irradiate the document only with light of an appropriate color tone by selectively turning on the light source instead of turning it on completely. is there.
特開平10−304140号公報には、原稿面に凹凸があっても影がでないように、二つの光源を用いて原稿に光を照射して原稿の読み取りを行う画像読取装置が開示されている。ここでは、先ず一方の光源を点灯し、他方の光源を消灯させて、CCD等から成る光学読取手段の出力値を読み取る。次に一方の光源を消灯し、他方の光源を点灯させて光学読取手段の出力値を読み取る。そして、両者の出力値が所定値となるように各光源の電流又は高速点滅デューティーを変化させて光量を調整するようにしている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-304140 discloses an image reading apparatus that reads a document by irradiating the document with light using two light sources so that there is no shadow even if the document surface is uneven. . Here, first, one of the light sources is turned on, and the other light source is turned off to read the output value of the optical reading means comprising a CCD or the like. Next, one light source is turned off and the other light source is turned on to read the output value of the optical reading means. Then, the light amount is adjusted by changing the current of each light source or the high-speed blinking duty so that the output values of the two become predetermined values.
一方、特開平10−233903号は、A/D変換器の所定の分解能に応じた階調性を得るために光電変換手段から出力されるアナログ信号の出力電圧をA/D変換器の分解可能な入力電圧範囲となるように増幅処理及びオフセット処理を行う画像入力システムを開示している。ここでは、光電変換装置における原稿(フィルム)の取得すべき濃度域からの出力電圧を所要のデジタルデータに変換するための処理を、光電変換装置の出力調整手段とデジタル信号変換手段の2段階によって行うようにしている。
通常の画像読取装置においては、光学読取手段から出力されたアナログ信号はA/D変換器によりデジタル信号に変換されるが、その前段階でA/D変換器の分解可能な入力電圧範囲となるよう光学読取手段から出力されたアナログ信号をオフセット処理してから増幅するオフセット及びゲイン処理が施される。 In a normal image reading apparatus, an analog signal output from an optical reading means is converted into a digital signal by an A / D converter, but at the previous stage, the input voltage range is decomposable by the A / D converter. Thus, the offset and gain processing for performing amplification after the offset processing of the analog signal output from the optical reading means is performed.
しかし、このようなオフセット及びゲイン処理を行う場合、特許文献1に開示された発明のように光源の電流又は高速点滅デューティーだけを変化させて光量を調整するようにすると、ゲイン値(増幅率)を光源の発光光量の個体差及び光量の経年変化を考慮して比較的大きな値に設定しておく必要がある。そのため、光源に十分な光量の照射能力が備わっているにも拘わらず、原稿に照射する光量を抑制することとなり、この光量の抑制分だけゲイン値を大きく設定することとなる。照射光量を抑制して大きいゲイン値で画像信号を増幅することとなるとノイズ信号もそのゲイン値で増幅されてしまうこととなり、高品質の画像データの取得ができない。
However, when performing such offset and gain processing, if the light amount is adjusted by changing only the current of the light source or the fast blinking duty as in the invention disclosed in
一方、特許文献2には、A/D変換器の所定の分解能に応じた階調性を得るために光電変換手段から出力されるアナログ信号の出力電圧をA/D変換器の分解可能な入力電圧範囲となるように増幅処理及びオフセット処理については開示されているものの、複数の光源を選択的に点灯して原稿面に照射した場合の増幅処理及びオフセット処理については適応できるものではない。
On the other hand,
本発明は、複数光源の種々の点灯パターンにおいて最大の光量照射を行うようにして小さいゲイン値を用いてノイズ信号を抑制すると共に、CCD等の光学読取手段が有する特性上のバラツキに影響を受けることなく原稿画像を最大限の解像度で読み取れるように各光源の発光量を調整可能とする画像読取装置及び画像読取方法を提供することを目的とする。 The present invention suppresses a noise signal by using a small gain value so as to irradiate the maximum amount of light in various lighting patterns of a plurality of light sources, and is affected by variations in characteristics of optical reading means such as a CCD. An object of the present invention is to provide an image reading apparatus and an image reading method capable of adjusting the light emission amount of each light source so that an original image can be read at the maximum resolution without any problem.
このため、本願は、原稿又は基準板に光を照射するそれぞれ光量調整可能なN個の光源と、原稿又は基準板からの反射光をアナログ信号に変換する光学読取手段と、前記アナログ信号をゲイン処理する調整手段と、前記ゲイン処理されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、前記調整手段に対してゲイン値を設定する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記N個の光源を単独で点灯して前記基準板の読取走査を行い前記A/D変換器へ入力される入力信号が前記A/D変換器の最大入力レベルと最小入力レベルとの間でかつ前記最大入力レベル近傍のレベルの略[1/N]倍となる各光源毎のN個のゲイン値を取得し、前記調整手段に対して前記N個のゲイン値の中から選択された一つのゲイン値を設定すると共に前記選択されたゲイン値に係る光源以外の光源の光量調整をした状態で原稿の画像読み取りを行うことを特徴とする画像読取装置を提供するものである。 For this reason, the present application relates to N light sources each capable of adjusting the amount of light for irradiating light on a document or a reference plate, optical reading means for converting reflected light from the document or reference plate into an analog signal, and gaining the gain of the analog signal. Adjustment means for processing, an A / D converter for converting the gain-processed analog signal into a digital signal, and control means for setting a gain value for the adjustment means, The N light sources are lit alone to read and scan the reference plate, and the input signal input to the A / D converter is between the maximum input level and the minimum input level of the A / D converter and N gain values for each light source that are approximately [1 / N] times the level near the maximum input level are acquired, and one of the N gain values selected from the N gain values for the adjustment unit is acquired. Before setting the gain value There is provided an image reading apparatus and performs image reading of the document while the light amount adjustment of the light source other than the light source according to the selected gain value.
これにより、本画像読取装置は、光源が2個以上の如何なる点灯パターンにおいても、当該点灯パターンにおける最大の光量照射を可能とすると共に、より小さなゲイン値で信号を所定レベル(A/D変換器の最大入力レベル近傍)に増幅することができ、ノイズのより少ない高画質な画像を得ることを可能にしたのである。 As a result, the image reading apparatus can irradiate the maximum amount of light in any lighting pattern having two or more light sources, and can output a signal at a predetermined level (A / D converter) with a smaller gain value. In this way, it is possible to obtain a high-quality image with less noise.
その一態様として、前記選択された一つのゲイン値は前記N個のゲイン値中の最大ゲイン値であることを特徴としている。 As one aspect thereof, the selected one gain value is a maximum gain value among the N gain values.
本画像読取装置は、前記調整手段に対して前記ゲイン値を供給するゲイン値供給用レジスタと、前記A/D変換器から出力された前記光学読取手段を構成する複数個の光電変換素子の出力値に対応するデジタル信号の夫々の値と所定の閾値との大小比較を行う比較手段と、前記比較手段に対して前記所定の閾値を供給する閾値供給用レジスタと、前記比較手段における比較結果をカウントするカウント手段と、を備え、前記制御手段は、前記カウント手段のカウント数に応じて前記ゲイン値供給用レジスタに種々のゲイン値設定を行うことにより前記光源毎のゲイン値を取得することを可能にしている。 The image reading apparatus includes: a gain value supply register that supplies the gain value to the adjustment unit; and outputs of a plurality of photoelectric conversion elements that constitute the optical reading unit that is output from the A / D converter. A comparison means for comparing the respective values of the digital signal corresponding to the value with a predetermined threshold, a threshold supply register for supplying the predetermined threshold to the comparison means, and a comparison result in the comparison means Counting means for counting, and the control means obtains a gain value for each light source by performing various gain value settings in the gain value supply register in accordance with the count number of the counting means. It is possible.
このため、前記閾値は、前記A/D変換器の最大入力レベルと最小入力レベルとの間でかつ前記最大入力レベル近傍レベルの略[1/N]倍となるレベルに設定されるのである。 For this reason, the threshold value is set to a level between the maximum input level and the minimum input level of the A / D converter and approximately [1 / N] times the level near the maximum input level.
本願は、さらに、原稿に光を照射するそれぞれ光量調整可能なN個の光源と、原稿からの反射光をアナログ信号に変換する光学読取手段と、前記アナログ信号をゲイン処理する調整手段と、前記ゲイン処理されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器とを備えた画像読取装置における画像読取方法であって、(a)前記N個の光源を単独で最大出力比で点灯して前記基準板の読取走査を行い前記A/D変換器へ入力される入力信号が前記A/D変換器の最大入力レベルと最小入力レベルとの間でかつ前記最大入力レベル近傍のレベルの略[1/N]倍となる各光源のN個のゲイン値を取得するステップと(ステップS201、ステップS203)、(b)前記取得したN個のゲイン値から最大ゲイン値を選択するステップと(ステップS205)、(c)前記最大ゲイン値の光源以外の光源をそれぞれ単独で点灯させて前記基準板の読取走査を行い、前記A/D変換器の入力信号の値が、前記A/D変換器の最大入力レベルと最小入力レベルとの間でかつ前記最大入力レベル近傍のレベルの略[1/N]倍となる各光源の点灯時間を求めるステップと(ステップS1004)、を有し、前記ゲイン調整手段のゲイン値を前記最大ゲイン値に設定した状態で原稿の読取処理を行うことを特徴とする画像読取方法画像読取方法を提供するものである。 The present application further includes N light sources each capable of adjusting the amount of light for irradiating light on the document, an optical reading unit that converts reflected light from the document into an analog signal, an adjustment unit that performs gain processing on the analog signal, An image reading method in an image reading apparatus comprising an A / D converter for converting a gain-processed analog signal into a digital signal, wherein (a) the N light sources are lit alone at a maximum output ratio. An input signal that scans the reference plate and is input to the A / D converter is approximately between a maximum input level and a minimum input level of the A / D converter and a level in the vicinity of the maximum input level. (1) acquiring N gain values of each light source that is 1 / N] (step S201, step S203), (b) selecting a maximum gain value from the acquired N gain values; (Steps S205) and (c) A light source other than the light source having the maximum gain value is individually turned on to read and scan the reference plate, and the value of the input signal of the A / D converter is converted to the A / D converter. Determining the lighting time of each light source between the maximum input level and the minimum input level of the device and approximately [1 / N] times the level near the maximum input level (step S1004), An image reading method is provided, in which a document reading process is performed in a state where the gain value of the gain adjusting means is set to the maximum gain value.
ここで、前記ステップ(a)において各光源に係るゲイン値の取得は、前記A/D変換器から出力された前記光学読取手段を構成する複数の光電変換素子の出力値に対応する前記デジタル信号の夫々の値と前記A/D変換器の最大入力レベルと最小入力レベルとの間でかつ前記最大入力レベル近傍のレベルの略[1/N]倍のレベルに設定された閾値との大小比較を行うことにより行うことにより可能である。 Here, in the step (a), the gain value relating to each light source is acquired by the digital signal corresponding to the output values of the plurality of photoelectric conversion elements constituting the optical reading means output from the A / D converter. Comparison between each of the values and a threshold value set between the maximum input level and the minimum input level of the A / D converter and a level approximately [1 / N] times the level near the maximum input level. This is possible by performing.
本発明は、複数光源の種々の点灯パターンにおいて最大の光量照射を行うようにして小さいゲイン値を用いてノイズ信号を抑制することを実現した。さらに、CCD等の光学読取手段が有する特性上のバラツキに影響を受けることなくし、高階調度の原稿画像を得られるように各光源の発光量を調整可能としたのである。 The present invention realizes suppression of a noise signal using a small gain value so as to perform maximum light amount irradiation in various lighting patterns of a plurality of light sources. Furthermore, the light emission amount of each light source can be adjusted so as to obtain a high gradation original image without being affected by variations in characteristics of optical reading means such as a CCD.
図1は、本発明に係る画像読取装置と当該画像読取装置から画像データを受信して印字するプリンタを記載したシステム例を示す。 FIG. 1 shows an example of a system that describes an image reading apparatus according to the present invention and a printer that receives and prints image data from the image reading apparatus.
画像読取装置1はプリンタ2に直接接続され使用される。プリンタ2は、インクジェットプリンタで、前面に操作部200、電源スイッチ204、コピースタートボタン204a、シート排出部203とを備えている。操作部200は、表示パネル201と操作ボタン202a、202bとを備え、操作ボタン202a、202bによって解像度(600dpi/300dpi)、カラー/モノクロの選択が行われる。
The
操作部200で設定したモード等の読取条件に対応した信号がケーブル205を介して画像読取装置1に送信され、その信号に応じて画像読取装置1は読取を行う。画像読取装置1で生成された画像信号は、ケーブル205を介してプリンタ2に転送され、画像形成されたはがきなどのシートが排出部203から出力される。
A signal corresponding to a reading condition such as a mode set by the
画像読取装置1は、プリンタ2から電源が供給され、電源スイッチ204でプリンタ2が起動すると、画像読取装置1も起動する。
When the
図2は、本画像読取装置の内部構成の例を示す。 FIG. 2 shows an example of the internal configuration of the image reading apparatus.
画像読取装置1は、樹脂製フレーム100の上面開口部に設置され、原稿を載置するプラテンガラス107、このプラテンガラス107に沿って移動可能なイメージセンサユニット108とを備え、プラテンガラス107には、上面に載置された原稿を押さえるために開閉可能な圧板101が取り付けられている。(図1参照)また、プラテンガラス107の上面には、ゲイン調整やシェーディング補正時に基準となる白基準板109cが取り付けられている。
The
移動型イメージセンサユニット108は、ガイド軸103cに沿って装置の左右方向(副走査方向)に移動可能になっており、タイミングベルト103a、駆動プーリ103b及びモータ309(図5参照)などにより所望の位置に移動可能である。このとき、イメージセンサユニット108は、キャリッジ103dを介してガイド軸103cに支持されるとともに、スプリング103eによって上方へ付勢される。イメージセンサユニット108と原稿台ガラス107の間にはスペーサ108aが介挿される。イメージセンサユニット108は原稿の読み取りを行う所定領域及び白基準板109cを等速移動することで読取走査を行うようになっている。
The movable
図3は、本画像読取装置を構成する光源と光学読取手段を一体的に形成したイメージセンサユニットの斜視図を示し、図4は、図3に示されたイメージセンサユニットの縦断面図を示す。 FIG. 3 is a perspective view of an image sensor unit in which a light source and an optical reading unit constituting the image reading apparatus are integrally formed, and FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the image sensor unit shown in FIG. .
図3及び図4において、イメージセンサユニット108は、光源として発光素子であるLED10とこのLED10で発せられた光を原稿へと導く導光体11を含み、結像光学系を構成するセルフォックレンズアレイ12の両側に沿って一対の導光体光源が設けられる。なお、セルフォックレンズアレイ12の直下に複数の光電変換素子約2000個がライン状に配設された光学読取手段13(センサ)が配設され、各イメージセンサ構成部材は枠体14内に配置構成される。
3 and 4, the
LED10は、導光体11の長手方向のいずれかの端部に固定されるが、図示例では一方の導光体11の一端と他方の導光体11の他端にそれぞれ3個のLEDのR、G、B、合計6個(R1、R2、G1、G2、B1、B2)が設けられる。このように2つの導光体11の間で反対側に設け、かつ中心軸Cに対して点対称の配置構成とする。なお、LEDは各色ごとに独立のタイミングで点灯、消灯が制御できるようになっている。
The
各LED10から発せられた光はそれぞれの導光体11内で反射を繰り返しながら進行することで、導光体4の全長から出射する。導光体11から出射した光は、図4のように原稿台ガラス107上の原稿107aに照射され、それぞれの反射光がセルフォックレンズアレイ12を通って光学読取手段13に入射する。
The light emitted from each
このように、イメージセンサユニット108は、原稿に光を照射し、原稿からの反射光を結像光学系を介してセンサ13に入射させることにより原稿画像を読み取るようになっている。
In this way, the
図5は、本画像読取装置1の回路構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a circuit configuration of the
画像読取装置1全体の制御を行うCPU300(制御手段)は、バスライン301を通して、上述したセンサ13とLED10を備えるイメージセンサユニット108を駆動するセンサユニット駆動回路310、モータ駆動回路304、信号処理部305、インターフェース306と接続されている。また、CPU300には、バスライン301を介してROM307とRAM308とが接続され、ROM307にはLED10の点灯制御プログラムやセンサ13の駆動制御プログラムなど種々の制御用プログラムや後述するゲイン値から近似的にオフセット値を求める近似式が記憶され、RAM308は、画像データに処理を施す際などにデータを一時的に記憶するために用いられている。
A CPU 300 (control means) that controls the entire
信号処理部305では、センサ13から出力されたアナログ画像信号のゲイン/オフセット処理、A/D変換器によるアナログ信号からデジタル信号への変換、デジタル化された画像信号のシェーディング補正等の種々の画像処理が行われる。画像処理された画像信号は、インターフェース306へ接続される。
In the
インターフェース306は、信号処理部305で画像処理が行われた画像データの外部への出力、またプリンタ2からの読取モードに応じた信号等の入力など、プリンタ2との間でデータや信号の授受を行うもので、例えばSCSI又はUSBなどの標準的に使用される規格に従っており、プリンタ2に接続されている。
The
モータ駆動回路304は、モータ309を駆動させるもので、プリンタ2から出力される読取モードに応じた所定速度でイメージセンサユニット108を副走査方向に移動させる。
The
図6は、図5に示したセンサユニット駆動回路310の詳細を示す。
FIG. 6 shows details of the sensor
センサユニット駆動回路310は、LED駆動回路303とセンサ駆動回路304とを備える。ここで、センサ駆動回路304は、クロックCLKと読取モードに応じた周期で発生されるスタートパルスSPを、センサ13とLED駆動回路303に出力する。また、LED駆動回路303は、スタートパルスSPの入力と同時にクロックCLKのカウントを行うカウンタ303aと、カウンタ303aでカウントされているクロックCLKを8周期ごとにカウントするカウンタ303bと、スタートパルスSPで点灯した各LED(R1〜B1の全LED)の点灯時間をそれぞれ設定するレジスタ303cとを備えている。
The sensor
後に説明する図7に示すように、スタートパルスSPの入力と同時にLEDは点灯され、これと同時にカウンタ303aがクロックCLKのカウントを開始する。カウンタ303bは、カウンタ303aでカウントされるクロックCLKを8周期単位にカウントし、このカウント数がレジスタ303cに設定された点灯クロック数Conに達した時点でLEDは消灯される。本実施例ではLEDは6個有り、それぞれが独立して点灯時間を制御できるようレジスタ303cは6系統となっている。説明の簡略化のため1つのLEDについてのみ説明を行う。
As shown in FIG. 7 described later, the LED is turned on simultaneously with the input of the start pulse SP, and at the same time, the
ここで、(蓄積時間T)/(クロックCLK8周期)が蓄積時間T内でLEDが点灯可能な最大点灯クロック数(最大点灯時間)「Cmax」となり、レジスタ303cに設定される点灯クロック数Conは、0〜Cmaxで設定が可能で、これによって点灯時間を変化させることが可能となる。
Here, (accumulation time T) / (clock CLK8 period) becomes the maximum number of lighting clocks (maximum lighting time) “Cmax” in which the LED can be lit within the accumulation time T, and the number of lighting clocks Con set in the
図7は、光源(LED)の点灯出力比Pを説明する図である。 FIG. 7 is a diagram for explaining the lighting output ratio P of the light source (LED).
LED点灯時間Ton/蓄積時間Tの出力比Pは、レジスタ303cに設定された点灯クロック数Conと最大点灯クロック数Cmaxとの比、「点灯クロック数Con/最大点灯クロック数Cmax」で表される。すなわち、「Con=Cmax」の場合、出力比Pは、Con/Cmax=1(100%)で、LEDの点灯時間Ton=蓄積時間Tとなり、「点灯クロック数Con=1/2Cmax」の場合、出力比Pは、(Cmax/2)/Cmax=0.5(50%)で、LEDの点灯時間Ton=1/2蓄積時間Tとなる。なお、点灯クロック数Conが0(最小点灯クロック数)の場合は、LEDは点灯されない。
The output ratio P of the LED lighting time Ton / accumulation time T is represented by the ratio of the number of lighting clocks Con set in the
図8は、図5で示した信号処理部305の内部構成を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing an internal configuration of the
原稿又は白基準板109cから反射された画像光は、センサ13によりアナログ信号に変換されアナログ画像信号として信号処理部305に入力される。
Image light reflected from the document or the
信号処理部305は、アナログ画像信号をホールドするサンプルホールド回路400、アナログ画像信号にゲイン処理(増幅)及びオフセット処理(シフト処理)を行う調整回路401(調整手段)、アナログ画像信号をデジタル画像信号へ変換するA/D変換器402、デジタル画像信号にシェーディング補正やγ補正などの画像処理を施す画像処理部403とを備えている。
The
調整回路は、例えばオペアンプ回路で構成され、オフセット値をセットするためのオフセット値供給用第1レジスタ404とゲイン値をセットするためのゲイン値供給用第2レジスタ405とが接続され、サンプルホールド回路400を介して入力されたアナログ画像信号に対オフセット値応じてオフセット処理、ゲイン値に応じてゲイン処理を行う。
The adjustment circuit is composed of, for example, an operational amplifier circuit, and is connected to an offset value supply first register 404 for setting an offset value and a gain value supply
A/D変換器は、分解可能な入力電圧範囲が例えばDC0〜5Vで、分解能は10ビット(0〜1023)である。また、A/D変換器402には、比較回路406(比較手段)が接続され、比較回路406にはカウント回路407(カウント手段)が接続されている。
The A / D converter has a resolvable input voltage range of, for example,
比較回路406においては、オフセット調整及びゲイン調整の際に、A/D変換器402から出力されたデジタル画像データと閾値供給用第3レジスタ408に設定された後述する閾値とを画素毎に比較する。カウント回路407(カウント手段)では、比較回路406で閾値以上又は以下となった画素数をカウントする。
The
オフセット値は8ビット(0〜255)で設定可能となっており、ゲイン値は6ビット(0〜63)で設定可能となっており、ゲイン設定値0のとき増幅率は約1倍、ゲイン設定値255のとき増幅率は約10倍となっている。 The offset value can be set with 8 bits (0 to 255), the gain value can be set with 6 bits (0 to 63), and when the gain setting value is 0, the amplification factor is about 1 time and the gain When the set value is 255, the amplification factor is about 10 times.
図9は、種々の読取モード及び各読取モードのタイミングチャートを示す。 FIG. 9 shows various reading modes and a timing chart of each reading mode.
上述したように、プリンタ2で解像度(600/300dpi)、カラー/モノクロを設定される。よって読取モードは、解像度600及び解像度300dpiで以下の5通り、計10通りの読取モードを備える。即ち、(1)カラー・LED順次点灯、(2)モノクロ・LED全色点灯、(3)モノクロ・赤色LED点灯(R1、R2)、(4)モノクロ・緑色LED(G1、G2)点灯、(5)モノクロ・青色LED(B1、B2)点灯の、各点灯パターン時の読取モードである。
As described above, resolution (600/300 dpi) and color / monochrome are set by the
ここで、上記(2)のように「モノクロ・LED全色点灯モード」は、光源の色によって読取の行われない色がでてしまう、いわゆるドロップアウトカラーを防止するためである。 Here, as in (2) above, the “monochrome / LED all-color lighting mode” is for preventing a so-called dropout color in which a color that is not read is generated depending on the color of the light source.
また、上記(3)〜(5)のように「モノクロ・単色LED点灯モード」は、例えば、白地に黒色の文字が記載され、赤色の蛍光ペンによって部分的にマークされている原稿の読取を行う際に使用され、赤色LED(R1、R2)のみを点灯させて原稿走査を行うと、マーク部分は白地部分と同等の出力値(高出力値)となって検出されず黒色の文字部分だけが低出力値となり検出される。このように、「モノクロ・LED単色点灯モード」は、所定の色を意図的にドロップアウトカラーとして検出しないようにすることを目的としている。 In addition, as described in the above (3) to (5), the “monochrome / monochromatic LED lighting mode” is, for example, for reading a document in which black characters are written on a white background and partially marked with a red highlighter. When the original is scanned with only the red LEDs (R1, R2) turned on, the mark portion has an output value (high output value) equivalent to that of the white background portion, and only the black character portion is not detected. Is detected as a low output value. Thus, the “monochrome / LED single color lighting mode” is intended to prevent a predetermined color from being intentionally detected as a dropout color.
図9(A)に示すように、上述の(1)カラー・LED順次点灯モードの場合は、蓄積時間Tで示される1ライン走査中に各LED10各色(R1、R2)、(G1、G2)、(B1、B2)を順次点灯させ、これとセンサ13を同期させて駆動し、副走査方向にイメージセンサユニット108を移動させて走査を行う。
As shown in FIG. 9A, in the above-described (1) color / LED sequential lighting mode, each color (R1, R2), (G1, G2) of each
図9(B)に示すように、上述の(2)モノクロ・LED全色点灯モードの場合は、LED10、R1、R2、G1、G2、B1、B2を同時点灯させた状態でセンサ13で蓄積時間Tで示される1ラインの走査を行う。
As shown in FIG. 9B, in the case of the above-described (2) monochrome / LED all color lighting mode, accumulation is performed by the
図9(C)に示すように、上述の(3)〜(5)の解像度モノクロ・各色単色モードの場合は、各単色のLEDのみを点灯(例えば、赤色単色の場合は、R1、R2のみを点灯)させた状態でセンサ13で蓄積時間Tで示される1ラインの走査を行う。
As shown in FIG. 9C, in the case of the above-described resolution monochrome / color single color mode of (3) to (5), only the single color LEDs are lit (for example, in the case of red single color, only R1 and R2 are lit). 1 line is scanned by the
図10は、本画像読取装置の電源投入時において求められるオフセット値とゲイン値との関係を示す。 FIG. 10 shows the relationship between the offset value and gain value obtained when the image reading apparatus is powered on.
図11は、光学読取手段を構成する各画素の出力信号に一律に一定値を加算するオフセット処理及び増幅するゲイン処理を行う場合の、オフセット処理とゲイン処理を説明するものである。 FIG. 11 illustrates offset processing and gain processing when performing offset processing for uniformly adding a constant value to the output signal of each pixel constituting the optical reading means and gain processing for amplification.
図10に示すように、LED10を点灯させた状態で白基準板109cの読取走査を行った際に、A/D変換器402から出力される各画素のデジタル信号がA/D変換器の出力最高レベル近傍の値となる各ゲイン値と、LED10を消灯させた状態で読取走査を行った際に、A/D変換器402から出力される各画素のデジタル信号がA/D変換器の出力最低レベル0近傍の値となる各オフセット値とはほぼ直線関係にあり、オフセット値はゲイン値を変数とした一次関数で表される。そこで、2点のゲイン値に対するオフセット値が分かれば、次の近似式を用いて任意のゲイン値に対するオフセット値が計算できる。
As shown in FIG. 10, when the
オフセット値(近似値)Of´=((Of1−Of2)/(Ga1−Ga2))*Ga+(Ga1*Of2−Ga2*Of1)/(Ga1−Ga2)、ここで、Of1は第1オフセット値を示し、Of2は、第2オフセット値を示す。 Offset value (approximate value) Of '= ((Of1-Of2) / (Ga1-Ga2)) * Ga + (Ga1 * Of2-Ga2 * Of1) / (Ga1-Ga2), where Of1 is the first offset value. Of2 indicates the second offset value.
上記近似式Fは、ROM307(図5)に記憶される。また、上記近似式Fを傾きA、切片Bで表すと、Of´=A*Ga+Bとなり、A=(Of1−Of2)/(Ga1−Ga2)、B=(Ga1*Of2−Ga2*Of1)/(Ga1−Ga2)となる。これら近似式Fの定数A、Bは光源の状態等に応じて変化するため、原稿読取前に各読取モード毎に各定数求めることで、常に安定した状態で各ゲイン値に対するオフセット値を近似的に求めることができる。 The approximate expression F is stored in the ROM 307 (FIG. 5). Further, when the approximate expression F is represented by an inclination A and an intercept B, Of ′ = A * Ga + B, and A = (Of1-Of2) / (Ga1-Ga2), B = (Ga1 * Of2-Ga2 * Of1) / (Ga1-Ga2). Since the constants A and B of the approximate expression F change depending on the state of the light source and the like, by obtaining each constant for each reading mode before reading the document, the offset value for each gain value can be approximated in a constantly stable state. Can be requested.
本実施例では、最大ゲイン値Ga(max)63(このときの増幅率は約10倍)を第1ゲイン値Ga1としたときのオフセット値Of1と、最小ゲイン値Ga(min)0(このときの増幅率は約1倍)を第2ゲイン値Ga2としたときのオフセット値Of2を使用して傾きを求めるため、(第1ゲイン値Ga1−第2ゲイン値Ga2)は固定値(63)としてあらかじめROM307に記憶されている。また、このときの切片BはOf2に等しくなる。
In the present embodiment, the offset value Of1 when the maximum gain value Ga (max) 63 (the amplification factor at this time is about 10 times) is the first gain value Ga1, and the minimum gain value Ga (min) 0 (at this time) Since the slope is obtained using the offset value Of2 when the gain is about 1), the first gain value Ga1-the second gain value Ga2 is set to a fixed value (63). Stored in the
図12は、本画像読取装置の読取前処理動作全体を示すフローチャートの例である。 FIG. 12 is an example of a flowchart illustrating the entire pre-reading operation of the image reading apparatus.
操作者が、電源スイッチ204を押すことによりプリンタ2を立ち上げると、プリンタ2からイニシャル信号が送信され、画像読取装置1は立ち上がる。その後、ユーザーは、操作ボタン202a、202bを用いて読取モードを指定し、最後にコピーボタン204aを押すと原稿読み取りに先立ち、指定されたモードでゲイン値Ga及びオフセット値Ofを決定するとともに、使用するLEDの光量調整を行う読取前処理を開始する。
When the operator starts up the
図12に示すように、読取前処理は初めに、オフセット調整を行って、最大ゲイン値Ga(max)のときのオフセット値Of1、最小ゲイン値Ga(min)のときのオフセット値Of2を求め(ステップS1000、S1001)、両者の差分「Of1−Of2」を求める(ステップS1002)。これによって、上述した近似式Fの傾きAが決定される。これと同時に切片B「Of2」を取得することで、近似式Fが確定し、この近似式を用いて各ゲイン値からそのゲイン値に対応するオフセット値を近似的に求められるようになる。 As shown in FIG. 12, in the pre-reading process, offset adjustment is first performed to obtain an offset value Of1 at the maximum gain value Ga (max) and an offset value Of2 at the minimum gain value Ga (min) ( Steps S1000 and S1001), and the difference between them “Of1−Of2” is obtained (step S1002). Thereby, the slope A of the approximate expression F described above is determined. At the same time, by obtaining the intercept B “Of2”, the approximate expression F is established, and the approximate offset value corresponding to the gain value can be obtained from each gain value using this approximate expression.
次に、この確定した近似式Fを用いてゲイン値Gaに対するオフセット値Ofを求めながらゲイン調整を行い(ステップS1003)、最後に、各LEDの光量調整を行って(ステップS1004)読取前処理を終了する。尚、本実施例では、赤色LED(R1、R2)のみを点灯させて読取を行う、(3)モノクロ・赤色LED(R1、R2)モードを例として説明を行う。 Next, the gain is adjusted while obtaining the offset value Of with respect to the gain value Ga using the determined approximate expression F (step S1003), and finally the light amount of each LED is adjusted (step S1004). finish. In this embodiment, only the red LEDs (R1, R2) are lit to perform reading, and (3) monochrome / red LED (R1, R2) mode will be described as an example.
図13は、最大ゲイン値Ga(max)のときのオフセット値Of1と最小ゲイン値Ga(min)のときのオフセット値Of2を求めるフローチャートの例を示す。 FIG. 13 shows an example of a flowchart for obtaining the offset value Of1 at the maximum gain value Ga (max) and the offset value Of2 at the minimum gain value Ga (min).
ステップS100で、第2レジスタ405に最大ゲイン値Ga(max)を設定する。本実施例の場合は、ゲイン値は6ビット(0〜63)のため63が設定され、このときの増幅率は10となる。ステップS101で、最大オフセット値Of(max)と最小オフセット値Of(min)の設定を行なう。本実施例では、オフセット値は8ビット(0〜255)のため、Of(max)=255、Of(min)=0に設定される。さらに、ステップS102で第3レジスタ408にオフセット調整用閾値L1を設定する。
In step S100, the maximum gain value Ga (max) is set in the
図11に示すように、この閾値L1は、センサ13の画素ごとの出力のばらつきを考慮し、光源を消した状態で走査を行い、A/D変換器402の各画素から出力された信号がA/D変換器402の最小出力値0を下回らず、かつこの最小出力値0近傍の値となるように設定された値(A/D変換器402に入力された各画素の電圧がA/D変換器の最小入力電圧(最小入力レベル)0Vを下回らず、かつこの最小入力値0近傍の値となるように設定された値)で、本実施例では、A/D変換器402(10ビット)の出力値50に設定され、これは、A/D変換器402の最小入力レベル0V近傍の約245mVに対応する。
As shown in FIG. 11, this threshold value L1 considers the output variation of each pixel of the
ステップS103で、第1レジスタ404に最大オフセット値Of(max)と最小オフセット値Of(min)の中間のオフセット値Of(mid)を設定する。 In step S103, an intermediate offset value Of (mid) between the maximum offset value Of (max) and the minimum offset value Of (min) is set in the first register 404.
次に、ステップS104で、モータ駆動回路304を介してモータ309を駆動させて、イメージセンサユニット108を白基準板109cの下まで移動させた後、LED10を消灯した状態で、センサ13を駆動させて白基準板109cの読取走査を1ライン分行う。この読取走査によってセンサ13から出力されたアナログ画像信号は1画素ごとにサンプルホールド回路400を経て調整回路401に入力される。調整回路401でアナログ画像信号は、最大ゲイン値Ga(max)によるゲイン処理(増幅)及びオフセット値Of(mid)によるオフセット処理(レベルシフト)がなされた後、A/D変換回路402でデジタル信号に変換され、比較回路406に順次入力される。
Next, in step S104, the
比較回路406では、第3レジスタ408に設定されたオフセット調整用閾値L1との比較が画素ごとに行われ、オフセット調整用閾値L1以下となった画素数がカウント回路407でカウントされる(ステップS105)。
In the
次に、最大オフセット値Of(max)と最小オフセット値Of(min)の差[Of(max)−Of(min)]を求め、これが1以下であるか否かの判断を行い(ステップS106)、1以下の場合は、オフセット値Of(mid)を第1オフセット値Of1としてRAM308の所定領域に記憶させる(ステップS110)。
Next, a difference [Of (max) −Of (min)] between the maximum offset value Of (max) and the minimum offset value Of (min) is obtained, and it is determined whether or not it is 1 or less (step S106). In the case of 1 or less, the offset value Of (mid) is stored in the predetermined area of the
ステップS106で[Of(max)−Of(min)]が1より大きい場合は、ステップS105で求めた画素数MとROM307に記憶されている所定値D(本実施例では光電変換素子約2000個に対し40)との比較を行い(ステップS107)、画素数Mが所定値D以上となった場合は、最小オフセット値Of(min)をオフセット値Of(mid)に書換え、ステップS103へ戻る(ステップS108)。 If [Of (max) −Of (min)] is larger than 1 in step S106, the number of pixels M obtained in step S105 and the predetermined value D stored in the ROM 307 (in the present embodiment, about 2000 photoelectric conversion elements). (Step S107), and if the number of pixels M is equal to or greater than the predetermined value D, the minimum offset value Of (min) is rewritten to the offset value Of (mid), and the process returns to step S103 ( Step S108).
ステップS107において画素数Mが所定値D未満となった場合は、最大オフセット値Of(max)をオフセット値Of (mid)に書換え、ステップS103へ戻る(ステップS109)。このように、[Of(max)−Of(min)]が1以下となるまでステップS103からステップS109を繰り返し行い、最大ゲイン値の時のオフセット値Of1を求める。 When the number of pixels M is less than the predetermined value D in step S107, the maximum offset value Of (max) is rewritten to the offset value Of (mid), and the process returns to step S103 (step S109). In this way, steps S103 to S109 are repeated until [Of (max) −Of (min)] becomes 1 or less, and the offset value Of1 at the maximum gain value is obtained.
このように、2分探索方式でオフセット値を変化させ、光電変換素子2000個中40個の画素が閾値L1以上となった時点、すなわち光電変換素子から出力されたアナログ信号の大半が閾値L1以上でかつ閾値L1近傍の値となった時のオフセット値を第1オフセット値Of1とするのである。 As described above, the offset value is changed by the binary search method, and when 40 pixels among the 2000 photoelectric conversion elements become the threshold value L1 or more, that is, most of the analog signals output from the photoelectric conversion elements are the threshold value L1 or more. The offset value when the value is in the vicinity of the threshold value L1 is set as the first offset value Of1.
次に、最小ゲイン値Ga(min)の時のオフセット値Of2を求める(ステップS1001)。これも、最大ゲイン値Ga(max)の時のオフセット値Of1を求めたときと同様に、最小ゲイン値Ga(min)の時のオフセット値Of2を求める。すなわち、最小ゲイン値Ga(min)(本実施例では0)を第2レジスタ405にセットし(ステップS100)、ステップS102〜ステップS109までを行うことで、第2オフセット値Of2をRAM308に記憶させる(ステップS110)。
Next, an offset value Of2 at the time of the minimum gain value Ga (min) is obtained (step S1001). Similarly to the case where the offset value Of1 at the time of the maximum gain value Ga (max) is obtained, the offset value Of2 at the time of the minimum gain value Ga (min) is obtained. That is, the minimum gain value Ga (min) (0 in this embodiment) is set in the second register 405 (step S100), and the second offset value Of2 is stored in the
次に、第1オフセット値Of1と第2オフセット値Of2の差分[Of1−Of2]を求め、これをRAM308の所定領域に記憶させるとともに、第1オフセット値Of2を近似式の切片BとしてRAM308の所定領域に記憶させる(ステップS1002)。
Next, a difference [Of1−Of2] between the first offset value Of1 and the second offset value Of2 is obtained and stored in a predetermined area of the
以上により、本読取モードにおける近似式Fは確定される。
次に、本願の発明の主要部である、本読取モードのゲイン値Gaを求め、このゲイン値Gaを用いて光源の光量調整を行なう内容について説明する。
Thus, the approximate expression F in the main reading mode is determined.
Next, a description will be given of the content of performing the light amount adjustment of the light source using the gain value Ga, which is the main part of the invention of the present application.
まず、図12のステップS1003で、確定された近似式Fを使用して、本読取モードのゲイン値Ga及びオフセット値Ofを求める。 First, in step S1003 of FIG. 12, the gain value Ga and the offset value Of in this reading mode are obtained using the determined approximate expression F.
図14は、ゲイン値Gaとオフセット値Ofの取得方法のためのフローチャートを示す。 FIG. 14 shows a flowchart for the method of acquiring the gain value Ga and the offset value Of.
ゲイン値Gaとオフセット値Ofを取得するため、まず初めに、赤色LEDの一方、R1のみを出力比100%(最大出力比)で点灯した時のゲイン値Gar1を求め(ステップS201)、このゲイン値Gar1のときのオフセット値Ofr1を求める(ステップ202)。 In order to obtain the gain value Ga and the offset value Of, first, a gain value Gar1 when only one of the red LEDs R1 is lit at an output ratio of 100% (maximum output ratio) is obtained (step S201). An offset value Ofr1 when the value is Gar1 is obtained (step 202).
次に赤色LEDの他方、R2のみを出力比100%(最大出力比)で点灯した時のゲイン値Gar2を求め、(ステップS203)このゲイン値Gar2のときのオフセット値Ofr2を求める。ステップ201、ステップ203で求めたゲイン値Gar1とGar2の比較を行い(ステップS205)、大きいほうのゲイン値をゲイン値Gaとして設定し、そのオフセット値をオフセット値Ofとして設定する(ステップ206、ステップ206´)。
Next, the gain value Gar2 is obtained when only the red LED R2 is lit at an output ratio of 100% (maximum output ratio) (step S203), and the offset value Ofr2 at the gain value Gar2 is obtained. The gain values Gar1 and Gar2 obtained in
なお、モノクロ・LED全点灯(6灯)モードの場合は、各LED(R1〜B2)をそれぞれ100%で点灯したときのゲイン値をそれぞれ求め、6個のゲイン値のうち最も大きいゲイン値をゲイン値Gaとして設定する。 In the case of monochrome / LED all lighting (6 lights) mode, the gain value when each LED (R1 to B2) is turned on at 100% is obtained, and the largest gain value among the six gain values is obtained. Set as gain value Ga.
図15は、LEDR1(R2)出力比100%点灯時のゲイン値Gar1(Gar2)取得のためのフローチャートを示す。 FIG. 15 shows a flowchart for obtaining the gain value Gar1 (Gar2) when the LEDR1 (R2) output ratio is 100% illuminated.
図15において、R1のみを出力比100%で点灯させて基準板109cの読取走査を行い、二分探索方式でゲイン値を変化させながらゲイン調整を行いゲイン値Gar1を求めた後、オフセット調整を行ってオフセット値Ofr1を求める。
In FIG. 15, only R1 is turned on at an output ratio of 100%, the
先ず、ステップS300で、第3レジスタ408にゲイン調整用閾値L2の1/2の値、1/2L2を設定する。図11に示すように、この閾値L2は、A/D変換器402の最大出力値(1023)と最小出力値(0)との間で、かつ最大出力値近傍の値、973に設定されている。また、この閾値L2は、A/D変換器402の最大入力レベル5Vと最小入力レベル0Vとの間で、かつ最大入力レベル5V近傍の値、4.8Vに相当する。
First, in step S300, a
本ゲイン調整は、R1、R2を同時点灯させて基準板109cの読取走査を行った場合に、A/D変換器402に入力されるアナログ信号がこの閾値L2近傍のレベルと成るようなゲイン値を求めるもので、本読取モードは、モノクロ・各色単色モード(赤色)でR1とR2の2灯同時点灯なので、R1、R2それぞれのA/D変換器402の入力電圧及び出力値は2灯点灯時の半分となるため、閾値はL2の半分の1/2L2に設定する。尚、モノクロ・LED全点灯(6灯)モードの場合は、各LED(R1〜B2)のA/D変換器402の入力電圧及び出力値は全点灯時の1/6となるため、閾値はL2の1/6、1/6L2に設定する。また、カラー・LED順次点灯モードの場合は、各色のLEDを順に点灯させるので、同時に点灯されるのは2灯で、閾値はL2の半分の1/2L2に設定される。
This gain adjustment is a gain value such that the analog signal input to the A /
ステップS301で、最大ゲイン値Ga(max)と最小ゲイン値Ga(min)を設定する。本実施例ではゲイン値は6ビット(0〜63)のため、Ga(max)=63、Ga(min)=0に設定される。ステップS302で、第2レジスタ405に最大ゲイン値Ga(max)と最小ゲイン値Ga(min)の中間のゲイン値Ga(mid)を設定する。また、ステップS303で、近似式Fからゲイン値Ga(mid)に対するオフセット値Of´を求め、これを第1レジスタ404に設定する。
In step S301, a maximum gain value Ga (max) and a minimum gain value Ga (min) are set. In this embodiment, since the gain value is 6 bits (0 to 63), Ga (max) = 63 and Ga (min) = 0 are set. In step S302, an intermediate gain value Ga (mid) between the maximum gain value Ga (max) and the minimum gain value Ga (min) is set in the
次に、ステップS304で、モータ駆動回路304を介してモータ309を駆動させて、イメージセンサユニット108を白基準板109cの下まで移動させる。LED駆動回路303のレジスタ303cに「最大点灯クロック数Cmax」を設定し、R1のみを100%出力比で点灯させた状態で、センサ13を駆動させて白基準板109cの読取走査を1ライン分行う。
Next, in step S304, the
この読取走査によってセンサ13から出力されたアナログ画像信号は1画素ごとにサンプルホールド回路400を経て調整回路401に入力される。調整回路401でゲイン値Ga(mid)によるゲイン処理(増幅)及びオフセット値Of´でオフセット処理(レベルシフト)がなされた後、A/D変換回路402でデジタル信号に変換され、比較回路406に順次入力される。
The analog image signal output from the
比較回路406では、第3レジスタ408に設定された閾値1/2L2との比較が画素ごとに行われ、閾値1/2L2以上となった画素数Tがカウント回路407でカウントされる(ステップS305)。
In the
次に、最大ゲイン値Ga(max)と最小ゲイン値Ga(min)の差[Ga(max)−Ga(min)]を求め、これが1以下であるか否かの判断を行い(ステップS306)、1以下の場合は、ゲイン値Ga(mid)をゲイン値Ga1としてRAM308の所定領域に記憶させる(ステップS111)。
Next, a difference [Ga (max) −Ga (min)] between the maximum gain value Ga (max) and the minimum gain value Ga (min) is obtained, and it is determined whether or not it is 1 or less (step S306). In the case of 1 or less, the gain value Ga (mid) is stored in the predetermined area of the
ステップS307で、[Ga(max)−Ga(min)]が1より大きい場合は、ステップS306で求めた画素数TとROM307に記憶されている所定値D(本実施例では40)との比較を行い(ステップS307)、画素数Tが所定値D以上となった場合は、最大ゲイン値Ga(max)をゲイン値Ga(mid)に書換え、ステップS302へ戻る(ステップS309)。
If [Ga (max) −Ga (min)] is greater than 1 in step S307, the number T of pixels obtained in step S306 is compared with the predetermined value D (40 in this embodiment) stored in the
ステップS307で画素数Tが所定値D未満となった場合は、最小ゲイン値Ga(min)をゲイン値Ga(mid)に書換え、ステップS302へ戻る(ステップS308)。このように、[Ga(max)−Ga(min)]が1以下となるまでステップS302からステップS309を繰り返し行い、ゲイン値Gar1を求める。 When the number of pixels T is less than the predetermined value D in step S307, the minimum gain value Ga (min) is rewritten to the gain value Ga (mid), and the process returns to step S302 (step S308). In this way, steps S302 to S309 are repeated until [Ga (max) −Ga (min)] becomes 1 or less to obtain the gain value Gar1.
このように、2分探索方式でゲイン値を変化させ、光電変換素子2000個中40個以上の画素のアナログ信号が閾値1/2L2以上のレベルとなった時点、すなわち光学読取手段から出力されたアナログ信号が、閾値1/2L2近傍のレベルとなったとき(各光電変換素子から出力された信号の大半が閾値1/2L2以下でかつ閾値1/2L2近傍の値となった時)のゲイン値を第1ゲイン値Gar1とするのである。
As described above, the gain value is changed by the binary search method, and the analog signal of 40 or more pixels in 2000 photoelectric conversion elements becomes the level of the
次に、このゲイン値Gar1のときのオフセット値Ofr1を求めるオフセット調整を行う(ステップS202)。これは、図13に示した手法で行い、ステップS100で第2レジスタ405にステップS206で求めたゲイン値Gar1を設定し、ステップS102〜ステップS110を行うことで、オフセット値Ofr1を求めることができる。
Next, offset adjustment for obtaining the offset value Ofr1 at the gain value Gar1 is performed (step S202). This is performed by the method shown in FIG. 13, and the offset value Ofr1 can be obtained by setting the gain value Gar1 obtained in step S206 in the
次に、他方の赤色LED、R2のみを出力比100%で点灯した時のゲイン値Gar2を求めるが、この場合も上述したゲイン値Gar1と同様な方法で求められ、R2のみを出力比100%で点灯させてステップS300〜ステップ310を行うことでなされる。(図14ステップS203)また、ゲイン値Gar2のオフセット値Ofr2も、オフセット値Ofr1と同様な方法で求める(図14ステップS204)。 Next, the gain value Gar2 is obtained when only the other red LED, R2, is lit at an output ratio of 100%. In this case as well, the gain value Gar2 is obtained in the same manner as described above, and only R2 is obtained with an output ratio of 100%. This is done by turning on and performing steps S300 to S310. (Step S203 in FIG. 14) The offset value Ofr2 of the gain value Gar2 is also obtained by the same method as the offset value Ofr1 (Step S204 in FIG. 14).
ステップS205では、このようにして求めたゲイン値Gar1とGar2の差分、「Gar1−Gar2」を求め、これが0以上の場合はGar1を本読取モードのゲイン値Ga、Ofr1を本読取モードのオフセット値OfとしてRAM307に記憶し、0未満(負)の場合は、Gar2を本読取モードのゲイン値Ga、Ofr1を本読取モードのオフセット値OfとしてRAM307に記憶する(ステップS206、ステップS206´)。
In step S205, the difference between the gain values Gar1 and Gar2 thus obtained, "Gar1-Gar2" is obtained. If this is greater than or equal to 0, Gar1 is the gain value Ga for the main reading mode, and Ofr1 is the offset value for the main reading mode. If stored in the
すなわち、各光源を出力比100%で単独点灯させて白基準板の走査を行ない、各光源のゲイン値を求め、この光源ごとのゲイン値のうち最大のゲイン値をゲイン値Gaとして選択するのである。また、言い換えると、各光源を出力比100%で単独点灯させて基準板の走査を行ない、発光量が最も小さかった光源のゲイン値をゲイン値Gaとして選択するのである。 In other words, each light source is lit alone at an output ratio of 100% and the white reference plate is scanned to obtain the gain value of each light source, and the maximum gain value among the gain values for each light source is selected as the gain value Ga. is there. In other words, each light source is individually turned on at an output ratio of 100%, the reference plate is scanned, and the gain value of the light source having the smallest light emission amount is selected as the gain value Ga.
尚、本実施例では、ゲイン値GaとしてGar1を、オフセット値OfとしてOfr1を設定したものとして、説明を続ける。また、モノクロ・LED全点灯(6灯)モードの場合は、各LED6個をそれぞれ100%出力比で点灯させてそれぞれのゲイン値を求め、この6個のゲイン値のうち最も大きいゲイン値をゲイン値Gaとして設定する。すなわち、6個のうち100%出力比点灯で発光量が最も小さかったLEDのときのゲイン値をゲイン値Gaとして採用するのである。 In the present embodiment, the description will be continued assuming that Gar1 is set as the gain value Ga and Ofr1 is set as the offset value Of. In the case of monochrome / LED all lighting (6 lights) mode, each LED is turned on at a 100% output ratio to obtain each gain value, and the largest gain value among these six gain values is gained. Set as value Ga. That is, the gain value at the time of the LED having the smallest light emission amount with 100% output ratio lighting among the six is adopted as the gain value Ga.
図16は、光量調整のためのフローチャートを示す。 FIG. 16 shows a flowchart for light amount adjustment.
光量調整は、発光量の大きかったほうの光源(ゲイン値が選択された光源以外の光源)R2を点灯させて白基準板の走査を行い、上記オフセット値Ofとゲイン値Gaでオフセット/ゲイン処理を行ったときのA/D変換器への入力信号が閾値1/2L2近傍のレベルとなるような、R2の点灯時間(点灯クロック数Con)を求めるもので、点灯クロック数Conを2分探索方式で変化させることにより行なわれる。
The light amount adjustment is performed by turning on the light source (light source other than the light source for which the gain value is selected) R2 having the larger light emission amount, scanning the white reference plate, and performing offset / gain processing using the offset value Of and the gain value Ga. The R2 lighting time (the number of lighting clocks Con) is obtained so that the input signal to the A / D converter at the time of performing the above operation is at a level in the vicinity of the
まず、閾値1/2L2を第3レジスタ408に設定し(ステップS500)、ステップS206で求めた本読取モードのゲイン値Gaを第2レジスタ405に設定し(ステップS501)、ステップS206で求めた本読取モードのオフセット値Ofを第1レジスタ404に設定する(ステップS502)。ステップS503で最大点灯クロック数Con(max)と最小点灯クロック数Con(min)を設定する。
First, the
次に、ステップS504でLED駆動回路303のレジスタ303cに最小点灯クロック数Con(min)と最大点灯クロック数Con(max)の中間のクロック数Con(mid)を設定する。ステップ505で、R2を出力比(Con(mid)/Cmax)×100%(点灯時間Con(mid))で点灯させ、センサ13で白基準版109cの走査を行う。
Next, in step S504, an intermediate clock number Con (mid) between the minimum lighting clock number Con (min) and the maximum lighting clock number Con (max) is set in the
この読取走査によってセンサ13から出力されたアナログ画像信号は1画素ごとにサンプルホールド回路400を経て調整回路401に入力される。調整回路401でゲイン値Gaによるゲイン処理(増幅)及びオフセット値Ofでオフセット処理(レベルシフト)がなされた後、A/D変換器402でデジタル信号に変換され、比較回路406に順次入力される。
The analog image signal output from the
比較回路406では、第3レジスタ408に設定された閾値1/2L2との比較が画素ごとに行われ、閾値1/2L2以上となった画素数Tがカウント回路407でカウントされる(ステップS507)。
In the
次に、最大点灯クロック数Con(max)と最小点灯クロック数Con(min)の差[Con(max)]−Con(min)]を求め、これが1以下であるか否かの判断を行い(ステップS508)、1以下の場合は、Con(mid)をR2の点灯クロック数ConとしてRAM308の所定領域に記憶させる(ステップS512)。
Next, a difference [Con (max)] − Con (min)] between the maximum lighting clock number Con (max) and the minimum lighting clock number Con (min) is obtained, and it is determined whether or not this is 1 or less ( Step S508) If it is 1 or less, Con (mid) is stored in the predetermined area of the
そして、ステップS508で、[Con(max)−Con(min)]が1より大きい場合は、ステップS507で求めた画素数TとROM307に記憶されている所定値D(本実施例では40)との比較を行い(ステップS509)、画素数Tが所定値D以上となった場合は、Con(max)をCon(mid)に書換え、ステップS504へ戻る(ステップS510)。
If [Con (max) −Con (min)] is greater than 1 in step S508, the number of pixels T obtained in step S507 and a predetermined value D (40 in this embodiment) stored in the
ステップS509で、画素数Tが所定値D未満となった場合は、Con(min)をCon(mid)に書換え、ステップS504へ戻る(ステップS511)。 If the number of pixels T is less than the predetermined value D in step S509, Con (min) is rewritten to Con (mid), and the process returns to step S504 (step S511).
このように、[Con(max)−Con(min)]が1以下となるまでステップS504からステップS511を繰り返し行い、R2の点灯クロック数(点灯時間)を求める。 In this way, Steps S504 to S511 are repeated until [Con (max) −Con (min)] becomes 1 or less, and the number of lighting clocks (lighting time) of R2 is obtained.
尚、モノクロ・LED全点灯(6灯)モードの場合は、発光量が最も小さかったLED以外の5個のLEDについて、同様な光量調整を行うが、このときの閾値は1/6L2とする。以上で、本読取モード、モノクロ・赤色点灯モードの読取前処理が終了となる。 In the case of the monochrome / full LED (6 lights) mode, the same light amount adjustment is performed for the five LEDs other than the LED having the smallest light emission amount, but the threshold at this time is set to 1 / 6L2. This completes the pre-reading process in the main reading mode and the monochrome / red lighting mode.
図17は、原稿読取時のタイミングチャートの例を示す。上記読取前処理により設定された条件に基づいて、下記手順の原稿の読取を行う。 FIG. 17 shows an example of a timing chart during document reading. Based on the conditions set by the pre-reading process, the original is read in the following procedure.
プラテン107上に原稿を載置し、プリンタ2の操作部200の操作ボタン202を押下することで、プリンタ2から画像読取装置1に読み取り開始コマンドが送信される。第1レジスタ404にオフセット値Of、第2レジスタ405にゲイン値Gaをセットし、さらに図17に示すように、R1を100%出力比で、R2をステップS513で設定された出力比(Con/Cmax)×100%で点灯させるよう、レジスタ303cに点灯クロック数Cmax(R1用)、点灯クロック数Con(R2用)を設定する。そして各点灯クロック数に応じた点灯時間でR1、R2を点灯させて1ラインずつ読取走査をおこないながら各イメージセンサユニット108を副走査方向(図2の左右方向)に原稿長さ分だけ移動させ、読取走査を終了する。このように、ステップS1004で求めた点灯時間ConでR2を点灯させることで、R2の光量調整が行なわれるのである。
By placing an original on the
センサ13から1画素ずつ出力されたアナログ画像信号は、サンプルホールド回路400を介して調整回路401に入力され、ゲイン値Ga、オフセット値Ofでゲイン/レベルシフトされる。次に、A/D変換回路402でデジタル信号に変換され、画像処理部403でシェーディング補正やγ補正など種々の画処理が施された後、画像データとしてプリンタ2へ出力される。
The analog image signal output pixel by pixel from the
なお、本実施例では、ステップS1004で示した手法で、最大ゲイン値に関わる光源以外の光源(R2)の点灯時間を求めたが、ステップS201で求めたR1のゲイン値(最大ゲイン値)と、ステップS203で求めたR2のゲイン値との比からR2の点灯時間Conを求めても構わない。この場合も、ステップS1004で求めたR2の点灯時間と同等の点灯時間を求めることができるとともに、より時間を短縮することが可能となる。 In this embodiment, the lighting time of the light source (R2) other than the light source related to the maximum gain value is obtained by the method shown in step S1004. However, the gain value (maximum gain value) of R1 obtained in step S201 is obtained. The lighting time Con of R2 may be obtained from the ratio with the gain value of R2 obtained in step S203. In this case as well, it is possible to obtain a lighting time equivalent to the lighting time of R2 obtained in step S1004, and it is possible to further shorten the time.
上記した本発明の実施の形態では、本画像読取装置と当該画像読取装置から画像データを受信して印字するプリンタについて詳しく説明したが、本発明は、複写機又はファクシミリ装置等に搭載される画像読取装置一般に適用可能であることは言うまでもない。 In the above-described embodiment of the present invention, the image reading apparatus and the printer that receives and prints image data from the image reading apparatus have been described in detail. However, the present invention is not limited to an image mounted on a copying machine or a facsimile apparatus. Needless to say, the present invention is applicable to reading devices in general.
本発明は、原稿を光学的に読み取る画像読取装置及び画像読取方法に関するものであって、産業上の利用可能性を有するものである。 The present invention relates to an image reading apparatus and an image reading method for optically reading a document, and has industrial applicability.
1:画像読取装置
2:プリンタ
10:光源(LED)
12:光学読取手段を構成する光電変換素子群
13:光学読取手段
108:光学読取手段ユニット
109c:白基準板(読取基準板)
300:制御手段(CPU)
305:信号処理部(信号処理回路)
306:インターフェース回路
308:記憶手段(RAM)
400:サンプルホールド回路
401:調整手段(調整回路)
402:A/D変換器
403:画像処理部
404:第1のレジスタ(オフセット値供給用レジスタ)
405:第2のレジスタ(ゲイン値供給用レジスタ)
406:比較手段(比較回路)
407:カウント手段(カウント回路)
408:第3のレジスタ(閾値供給用レジスタ)
1: Image reading device 2: Printer 10: Light source (LED)
12: photoelectric conversion element group constituting optical reading means 13: optical reading means 108: optical reading means
300: Control means (CPU)
305: Signal processing unit (signal processing circuit)
306: Interface circuit 308: Storage means (RAM)
400: Sample hold circuit 401: Adjustment means (adjustment circuit)
402: A / D converter 403: Image processing unit 404: First register (offset value supply register)
405: Second register (gain value supply register)
406: Comparison means (comparison circuit)
407: Count means (count circuit)
408: Third register (threshold supply register)
Claims (8)
原稿又は基準板からの反射光をアナログ信号に変換する光学読取手段と、
前記アナログ信号をゲイン処理する調整手段と、
前記ゲイン処理されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、
前記調整手段に対してゲイン値を設定する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記N個の光源を単独で点灯して前記基準板の読取走査を行い前記A/D変換器へ入力される入力信号が前記A/D変換器の最大入力レベルと最小入力レベルとの間でかつ前記最大入力レベル近傍のレベルの略[1/N]倍となる各光源のN個のゲイン値を取得し、前記調整手段に対して前記N個のゲイン値の中から選択された一つのゲイン値を設定すると共に前記選択されたゲイン値に係る光源以外の光源の光量調整をした状態で原稿の画像読み取りを行うことを特徴とする画像読取装置。 N light sources each capable of adjusting the amount of light for irradiating the original or reference plate with light
Optical reading means for converting reflected light from a document or a reference plate into an analog signal;
Adjusting means for gain processing the analog signal;
An A / D converter for converting the gain-processed analog signal into a digital signal;
Control means for setting a gain value for the adjustment means,
The control means turns on the N light sources independently, scans the reference plate, and inputs signals to the A / D converter are the maximum input level and the minimum input of the A / D converter. N gain values of each light source that are approximately [1 / N] times between the levels and near the maximum input level are acquired, and the adjustment means is selected from among the N gain values. An image reading apparatus configured to read an image of a document while setting one selected gain value and adjusting a light amount of a light source other than the light source related to the selected gain value.
前記A/D変換器から出力された前記光学読取手段を構成する複数個の光電変換素子の出力値に対応するデジタル信号の夫々の値と所定の閾値との大小比較を行う比較手段と、
前記比較手段に対して前記所定の閾値を供給する閾値供給用レジスタと、
前記比較手段における比較結果をカウントするカウント手段と、を備え、
前記制御手段は、前記カウント手段のカウント数に応じて前記ゲイン値供給用レジスタに種々のゲイン値設定を行うことにより前記光源毎のゲイン値を取得することを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。 A gain value supply register for supplying the gain value to the adjustment means;
Comparing means for comparing the magnitudes of respective values of digital signals corresponding to the output values of the plurality of photoelectric conversion elements constituting the optical reading means output from the A / D converter and a predetermined threshold value;
A threshold supply register for supplying the predetermined threshold to the comparison means;
Counting means for counting the comparison results in the comparison means,
The said control means acquires the gain value for every said light source by performing various gain value setting to the said gain value supply register | resistor according to the count number of the said counting means. Image reading device.
(a)前記N個の光源を単独で最大出力比で点灯して前記基準板の読取走査を行い前記A/D変換器へ入力される入力信号が前記A/D変換器の最大入力レベルと最小入力レベルとの間でかつ前記最大入力レベル近傍のレベルの略[1/N]倍となる各光源のN個のゲイン値を取得するステップと、
(b)前記取得したN個のゲイン値から最大ゲイン値を選択するステップと、
(c)前記最大ゲイン値の光源以外の光源をそれぞれ単独で点灯させて前記基準板の読取走査を行い、前記A/D変換器の入力信号の値が、前記A/D変換器の最大入力レベルと最小入力レベルとの間でかつ前記最大入力レベル近傍のレベルの略[1/N]倍となる各光源の点灯時間を求めるステップと、
を有し、前記ゲイン調整手段のゲイン値を前記最大ゲイン値に設定した状態で原稿の読取処理を行うことを特徴とする画像読取方法。 N light sources each capable of adjusting the amount of light for irradiating light on the original, optical reading means for converting reflected light from the original into an analog signal, adjustment means for gain processing of the analog signal, and the analog processed by gain processing An image reading method in an image reading apparatus comprising an A / D converter that converts a signal into a digital signal,
(A) The N light sources are lit alone at the maximum output ratio, the reference plate is read and scanned, and the input signal input to the A / D converter is the maximum input level of the A / D converter. Obtaining N gain values for each light source that are approximately [1 / N] times between the minimum input level and near the maximum input level;
(B) selecting a maximum gain value from the acquired N gain values;
(C) A light source other than the light source having the maximum gain value is individually turned on to read and scan the reference plate, and the value of the input signal of the A / D converter is the maximum input of the A / D converter. Obtaining a lighting time of each light source between a level and a minimum input level and approximately [1 / N] times a level near the maximum input level;
And reading the original in a state where the gain value of the gain adjusting means is set to the maximum gain value.
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