JP2005217459A - 画像処理装置及び固体撮像装置の検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＣＤセンサから出力される画像データを常に適切なタイミングでサンプリングできるようにする。
【解決手段】通常動作モードで適用されるサンプリングタイミングを設定するにあたって、ＣＣＤセンサ７から出力される画像データを複数のタイミングでサンプリングするサンプルホールド回路１７Ａ，１７Ｂと、これによりサンプリングされた複数のサンプリングデータを用いて、画像データの出力レベルが最大値付近で安定状態となる出力安定期間を算出するとともに、この出力安定期間が予め設定された所定期間以上であるか否かを判定し、出力安定期間が所定期間以上であると判定した場合、出力安定期間内でサンプリングタイミングを設定するサンプリング制御回路２４とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像処理装置及び固体撮像装置の検査装置に係り、特に、固体撮像装置から出力される画像データを適切にサンプリングするための技術に関する。

従来、原稿の画像を、固体撮像装置の１つであるＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサを用いて光学的に読み取るスキャナ（画像読取装置）などの画像処理装置が広く知られている。この種の画像処理装置では、実際に原稿の画像を読み取ったときにＣＣＤセンサから出力されるアナログの画像データをサンプルホールド回路でサンプリングし、これによって得られるサンプリングデータをＡ／Ｄ(Analog To Digital)変換回路でデジタルデータに変換している。

その際、サンプルホールド回路による画像データのサンプリングタイミングが適切に設定されていないと、温度変化等によるサンプリングパルスのスキュー（時間的なズレ）などに起因して、読み取りレベルの直線性（リニアリティ）が低下したり、サンプリングデータのＳ／Ｎが低下したりする。

そこで、例えば、下記特許文献１には、実際に画像データをサンプリングするのに先立って、ＣＣＤセンサから出力される画像データを複数のタイミングでサンプリングするとともに、各々のタイミングでサンプリングして得られる複数のサンプリングデータに基づいて、例えば画像データの出力レベルが最大となるタイミングで実際のサンプリングタイミングを設定する技術が記載されている。

特開平１１−２０５６８５号公報

しかしながら、画像の読取速度を上げるなどの理由でＣＣＤセンサを高速駆動する場合は、ＣＣＤセンサから出力される画像データの出力レベルが最大値付近で安定状態となる期間、すなわち出力安定期間が短くなる。そのため、上記特許文献１に記載された技術に基づいて画像データのサンプリングタイミングを設定しても、温度変化などによるスキューの影響で、実際に画像データをサンプリングするときのタイミングが不適切なものになる恐れがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ＣＣＤセンサ等の固体撮像装置から出力される画像データを常に適切なタイミングでサンプリングできるようにすることにある。

本発明に係る画像処理装置は、通常動作モードで固体撮像装置から出力される画像データをサンプリングする際に適用されるサンプリングタイミングを設定するにあたって、固体撮像装置から出力される画像データを複数のタイミングでサンプリングするサンプリング手段と、このサンプリング手段でサンプリングされた複数のサンプリングデータを用いて、画像データの出力レベルが最大値付近で安定状態となる出力安定期間を算出する算出手段と、この算出手段で算出した出力安定期間が予め設定された所定期間以上であるか否かを判定する判定手段と、この判定手段で出力安定期間が所定期間以上であると判定した場合、当該出力安定期間内でサンプリングタイミングを設定する設定手段とを備えるものである。

本発明に係る画像処理装置においては、固体撮像装置から出力される画像データを複数のタイミングでサンプリングして得られる複数のサンプリングデータを用いて、画像データの出力レベルが最大値付近で安定状態となる出力安定期間を算出し、この出力安定期間が所定期間以上であると判定した場合、出力安定期間内でサンプリングタイミングを設定するため、常に所望の出力安定期間を確保したうえで、サンプリングタイミングの設定を行うことが可能になる。

本発明に係る固体撮像装置の検査装置は、固体撮像装置の出力特性を検査する検査装置であって、固体撮像装置から出力される画像データを複数のタイミングでサンプリングするサンプリング手段と、このサンプリング手段でサンプリングされた複数のサンプリングデータを用いて、画像データの出力レベルが最大値付近で安定状態となる出力安定期間を算出する算出手段と、この算出手段で算出した出力安定期間が予め設定された所定期間以上であるか否かを判定する判定手段と、この判定手段の判定結果に基づいて固体撮像装置の良否を判断する判断手段とを備えるものである。

本発明に係る固体撮像装置の検査装置においては、固体撮像装置の出力特性を検査するにあたって、固体撮像装置から出力される画像データを複数のタイミングでサンプリングして得られる複数のサンプリングデータを用いて、画像データの出力レベルが最大値付近で安定状態となる出力安定期間を算出し、この出力安定期間が予め設定された所定期間以上であるか否かの判定結果に基づいて固体撮像装置の良否を判断するため、例えば、出力安定期間が短すぎてサンプリングタイミングを適切に設定できない固体撮像装置を不良品と判断し、製品への組み付けを回避することが可能となる。

本発明によれば、固体撮像装置の出力特性として出力安定期間が所定期間以上に確保された条件のもとで画像データのサンプリングタイミングを設定することができる。したがって、温度変化などによるスキューが生じても、画像データのサンプリングを適切なタイミングで行うことが可能となる。

以下、本発明に係る画像処理装置を、例えば、イメージスキャナ等の画像読取装置に適用した場合の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本発明に係る画像処理装置は、以下に記述する画像読取装置に限らず、デジタル複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置にも同様に適用可能である。

図１は本発明の実施形態に係る画像読取装置のハードウェア構成を示す概略図である。図において、装置本体１の最上部には、原稿台となる透明なプラテンガラス２と白基準板３とが設けられている。プラテンガラス２と白基準板３は、原稿の画像を読み取るときの副走査方向となる図の左右方向で互いに隣り合うように並べて配置されている。また、装置本体１の最上部には、図示しない原稿押さえ部材がヒンジ機構等により開閉自在に取り付けられている。原稿押さえ部材は、プラテンガラス２上に原稿４をセット（載置）したり、セットした原稿４を上から押さえたりするときに、オペレータによって開閉操作されるものである。

装置本体１の内部には、光学走査系５、結像レンズ６及びＣＣＤセンサ７が設けられている。光学走査系５は、それぞれ副走査方向（図の左右方向）に移動可能に支持されたフルレートキャリッジ８とハーフレートキャリッジ９を用いて構成されている。フルレートキャリッジ８にはランプ１０と第１ミラー１１が搭載され、ハーフレートキャリッジ９には第２ミラー１２と第３ミラー１３が搭載されている。

フルレートキャリッジ８とハーフレートキャリッジ９は、互いに共通のキャリッジ移動用モータを駆動源として副走査方向に移動するものである。その際、ハーフレートキャリッジ９はフルレートキャリッジ８の１／２の移動量（移動速度）をもって移動し、これによって副走査方向のいずれの位置にキャリッジ８，９が移動した状態でも、原稿面からＣＣＤセンサ７までの光路長が常に一定に保持される構成となっている。

ランプ１０は、読み取り対象となる原稿面に向けて光を照射するもので、その原稿面からの反射光が、第１ミラー１１、第２ミラー１２及び第３ミラー１３で順に反射される。すなわち、第１ミラー１１は原稿面から反射された光を水平方向に反射し、第２ミラー１２は第１ミラー１１によって反射された光を垂直方向に反射し、第３ミラー１３は第２ミラー１２によって反射された光を水平方向に反射する。結像レンズ６は、第３ミラー１３によって反射された光を所定の縮小倍率でＣＣＤセンサ７の撮像面に結像させるものである。

ＣＣＤセンサ７は、原稿の画像を読み取るための読取センサ（固体撮像装置）である。このＣＣＤセンサ７は、フォトダイオード等の読取画素を直線状に配列した１本又は複数本の読取画素列を有するものである。ＣＣＤセンサ７はＣＣＤ基板１４に搭載されている。ＣＣＤ基板１４は、ＣＣＤセンサ７で原稿からの反射光を変電変換して生成した画像データ（画像信号）を画素単位で出力するための複数の出力端子を有するものである。これらＣＣＤセンサ７とＣＣＤ基板１４によってＣＣＤ基板ユニットが構成されている。ＣＣＤ基板ユニットのＣＣＤ基板１４には配線ケーブル１５の一端が接続されている。また、配線ケーブル１５の他端は画像処理基板１６に接続されている。

上記構成からなる画像読取装置において、オペレータがプラテンガラス２上に原稿４をセットして、読み取りの開始を指示するスタートボタンを押すと、通常動作モードにしたがって光学走査系５がプラテンガラス２の下方でランプ１０を点灯しつつ副走査方向の一方（Ｙ矢視方向）に移動し、この移動によって原稿４の画像が光学走査系５及び結像レンズ６を介してＣＣＤセンサ７により読み取り走査される。このとき、ＣＣＤセンサ７からは原稿４の画像に対応した画像データが出力され、この画像データがＣＣＤ基板１４から配線ケーブル１５を通して画像処理基板１６に送られる。通常動作モードとは、装置の電源が投入されて所定の起動動作が完了した段階で、オペレータが原稿４の画像を読み取るべく、スタートボタンを押下（オン）することにより実行される動作モードをいう。

図２は本発明の実施形態に係る画像読取装置の構成例を示すブロック図である。図において、ＣＣＤセンサ７からは、上記読取画素列の奇数番目の画素と偶数番目の画素で光電変換されたアナログの画像データ（ODD,EVEN）が、それぞれ並列的に出力される。これに対応して、上記画像処理基板１６には、一対のサンプルホールド回路１７Ａ，１７Ｂと、一対の増幅回路１８Ａ，１８Ｂと、一対のＡ／Ｄ変換回路１９Ａ，１９Ｂとが搭載されている。また、画像処理基板１６には、合成回路２０と、シェーディング処理回路２１と、画像処理回路２２と、サンプリングパルス生成回路２３と、サンプリング制御回路２４とが搭載されている。

サンプルホールド回路１７Ａは、ＣＣＤセンサ７から出力されるアナログの画像データODDを予め設定されたサンプリングタイミングでサンプリング（サンプルホールド）するもので、サンプルホールド回路１７Ｂは、ＣＣＤセンサ７から出力されるアナログの画像データEVENを上記サンプリングタイミングでサンプリング（サンプルホールド）するものである。このうち、サンプルホールド回路１７Ａでサンプリングされた画像データ（以下、サンプリングデータとも記す）は増幅回路１８Ａで出力レベルが増幅されてＡ／Ｄ変換回路１９Ａに送られ、そこでデジタルの画像データに変換される。同様に、サンプルホールド回路１７Ｂでサンプリングされた画像データ（以下、サンプリングデータとも記す）は増幅回路１８Ｂで出力レベルが増幅されてＡ／Ｄ変換回路１９Ｂに送られ、そこでデジタルの画像データに変換される。

合成回路２０は、Ａ／Ｄ変換回路１９Ａから送られる画像データと、Ａ／Ｄ変換回路１９Ｂから送られる画像データとを合成し、この合成した画像データ（デジタルデータ）をシェーディング補正回路２１に与えるものである。シェーディング補正回路２１は、合成回路２０から入力された画像データをシェーディング補正し、この補正後の画像データを画像処理回路２２に与えるものである。画像処理回路２２は、シェーディング補正回路２１から入力された画像データを用いて種々の画像処理（例えば、エッジ強調処理、階調補正処理など）を行うものである。

サンプリングパルス生成回路２３は、サンプリング制御回路２４から入力される選択信号SELに基づいてサンプリングパルスφＳＰを生成し、このサンプリングパルスφＳＰを一対のサンプルホールド回路１７Ａ，１７Ｂに並列的（同時）に供給するものである。サンプリングパルスφＳＰは、ＣＣＤセンサ７から出力される画像データODD,EVENを、各々のサンプルホールド回路１７Ａ，１７Ｂでサンプリングするときのタイミングを決める信号、すなわち画像データの読み出し用のパルス信号となる。

図３はサンプリングパルス生成回路２３の具体的な構成例を示す図である。図示のように、サンプリングパルス生成回路２３は、複数の遅延回路２５と１つの選択回路２６とを備えて構成されている。かかる回路構成において、図示しないパルス供給部から供給されるパルス信号は、当該パルス信号を複数の遅延回路２５で１ステップずつ遅延することにより、互いにタイミング（位相）が異なる複数のタイミング信号Ｓｔ１〜Ｓｔ１０として選択回路２６に並列に入力される。また、選択回路２６には、これに入力される複数のタイミング信号Ｓｔ１〜Ｓｔ１０のうち、いずれか１つのタイミング信号を選択するための選択信号SELが入力され、この選択信号SELで選択されたタイミング信号にしたがって、選択回路２６からサンプリングパルスφＳＰが出力される構成となっている。

例えば、選択回路２６において、選択信号SELによりタイミング信号Ｓｔ１が選択された場合は、このタイミング信号Ｓｔ１にしたがってサンプリングパルスφＳＰが出力され、選択信号SELによりタイミング信号Ｓｔ２が選択された場合は、このタイミング信号Ｓｔ２にしたがってサンプリングパルスφＳＰが出力される。以下同様に、選択信号SELによりタイミング信号Ｓｔ３が選択された場合は、このタイミング信号Ｓｔ３にしたがってサンプリングパルスφＳＰが出力され、…、選択信号SELによりタイミング信号Ｓｔ９が選択された場合は、このタイミング信号Ｓｔ９にしたがってサンプリングパルスφＳＰが出力され、選択信号SELによりタイミング信号Ｓｔ１０が選択された場合は、このタイミング信号Ｓｔ１０にしたがってサンプリングパルスφＳＰが出力される。

これにより、例えば、選択信号SELによりタイミング信号Ｓｔ１が選択された場合に出力されるサンプリングパルスφＳＰの出力タイミングは、選択信号SELによりタイミング信号Ｓｔ２が選択された場合に出力されるサンプリングパルスφＳＰの出力タイミングよりも１ステップ（１つの遅延回路２５による遅延分）だけ早くなる。また、選択信号SELによりタイミング信号Ｓｔ３が選択された場合に出力されるサンプリングパルスφＳＰの出力タイミングは、選択信号SELによりタイミング信号Ｓｔ９が選択された場合に出力されるサンプリングパルスφＳＰの出力タイミングよりも６ステップ（６つの遅延回路２５による遅延分）だけ早くなる。また、選択信号SELによりタイミング信号Ｓｔ１０が選択された場合に出力されるサンプリングパルスφＳＰの出力タイミングは、選択信号SELによりタイミング信号Ｓｔ２が選択された場合に出力されるサンプリングパルスφＳＰの出力タイミングよりも８ステップ（８つの遅延回路２５による遅延分）だけ遅くなる。

サンプリング制御回路２４は、ＣＣＤセンサ７から出力される画像データODD,EVENを、各々のサンプルホールド回路１７Ａ，１７Ｂでサンプリングするときのタイミングを制御するものである。このサンプリング制御回路２４は、上述した選択信号SELをサンプリングパルス生成回路２３に供給（入力）するとともに、この選択信号SELを適宜変更（切り換え）することにより、サンプリングパルス生成回路２３から出力されるサンプリングパルスφＳＰの出力タイミング（位相）を可変制御する。また、サンプリング制御回路２４は、通常動作モードで実際にＣＣＤセンサ７を用いて原稿４の画像を読み取る場合に、このＣＣＤセンサ７から出力される画像データODD,EVENを一対のサンプルホールド回路１７Ａ，１７Ｂでサンプリングする際に適用されるサンプリングタイミングを設定するための処理を行う。

図４はサンプリング制御回路２４によって実行されるサンプリングタイミングの設定処理の手順を示すフローチャートである。この設定処理は、例えば、画像読取装置の電源が投入されたときや、電源投入による起動動作完了後に所定の時間が経過したときなどに行われる。

まず、サンプリングタイミングの設定処理を開始するにあたっては、図示しないキャリッジ移動用モータの駆動により、光学走査系５による画像の読取位置を白基準板３に合わせる。このとき、フルレートキャリッジ８に搭載された第１ミラー１１は、ランプ１０で点灯させた光が白基準板３に照射して自身のミラー面に向けて垂直に反射するように、白基準板３のほぼ真下に配置される。この状態で実際にランプ１０を点灯させて白基準板３の下面（白色面）を光学走査系５及び結像レンズ６を介してＣＣＤセンサ７で読み取ると、ＣＣＤセンサ７から白レベルの画像データ（アナログデータ）が出力されるとともに、この画像データがＣＣＤ基板１４及び配線ケーブル１５を通して画像処理基板１６に取り込まれる。

そうすると、サンプリング制御回路２４では、サンプリングパルス発生回路２３内の選択回路２６に供給する選択信号SELを順に切り換えることにより、ＣＣＤセンサ７から出力される画像データODD,EVENを、一対のサンプルホールド回路１７Ａ，１７Ｂにより複数の異なるタイミングでサンプリングするとともに、このサンプリングによって得られた複数のサンプリングデータを取り込んでＲＡＭ(Random Access Memory)等のメモリに記憶する（ステップＳ１）。具体的には、選択回路２６に入力される各々のタイミング信号Ｓｔ１〜Ｔ１０を順に選択するように、当該選択回路２６に供給する選択信号SELを適宜切り換えることにより、各々のタイミング信号Ｓｔ１〜Ｓｔ１０にしたがって選択回路２６から複数（図例では１０個）の異なるタイミングでサンプリングパルスφＳＰを出力させ、このサンプリングパルスφＳＰにしたがって一対のサンプルホールド回路１７Ａ，１７Ｂがサンプリングした画像データを、サンプリングデータとして順に取得し、記憶する。

この場合、白基準板３を読み取ったときにＣＣＤセンサ７から出力されるアナログ画像データの信号波形が例えば図５の実線に示すような波形であって、黒基準となるアナログ画像データの信号波形（例えば、ランプ１０を消灯した状態で得られるＣＣＤセンサ７の出力信号波形）が図５の破線で示すような波形であったとすると、実際にサンプルホールド回路１７Ａ，１７Ｂでサンプリングされる画像データの出力レベルは、白基準板３を読み取ったときにＣＣＤセンサ７から出力される画像データのレベルと、予め設定された黒基準データのレベルとの差分として検出される。例えば、白基準板３を読み取ったときにＣＣＤセンサ７から出力される画像データの出力レベルが「Ｌｗ」で、黒基準データの出力レベルが「Ｌｂ」であったとすると、それらの差分データ（Ｌｗ−Ｌｂ）が、白基準板３を読み取ったときの画像データとしてサンプリングされる。したがって、ＣＣＤセンサ７から画像データ（画像信号）が出力される出力期間（信号出力期間）内で、複数の異なるタイミングＴ１〜Ｔ１０にしたがってＣＣＤセンサ７からの画像データをサンプルホールド回路１７Ａ，１７Ｂでサンプリングした場合は、各々のタイミングＴ１〜Ｔ１０に対応した複数（本例では１０個）のサンプリングデータが得られる。

なお、上述した複数のタイミングＴ１〜Ｔ１０は、選択回路２６に入力される複数のタイミング信号ＳＴ１〜ＳＴ１０に対応するものである。すなわち、タイミングＴ１はタイミング信号ＳＴ１に対応し、タイミングＴ２はタイミング信号ＳＴ２に対応し、タイミングＴ３はタイミング信号ＳＴ３に対応し、…、タイミングＴ９はタイミング信号ＳＴ９に対応し、タイミングＴ１０はタイミング信号ＳＴ１０に対応する。サンプリングパルス生成回路２３から出力されるサンプリングパルスφＳＰの位相調整に基づく各々のタイミングＴ１〜Ｔ１０は、信号出力期間の開始点から終了点にわたって一定のステップ刻みで設定される。信号出力期間は、読み取り対象部（原稿、白基準板）からの反射光に対応した画像データがＣＣＤセンサ７から出力される期間をいう。この信号出力期間には、ＣＣＤセンサ７から画像データ（画像信号）の出力が開始される出力開始期間、その出力レベルが安定状態となる出力安定期間及び信号リセットのためのリセット期間が含まれる。

次いで、サンプリング制御回路２４では、先のサンプリングによって取得した複数のサンプリングデータの中から、出力レベルが最大となるサンプリングデータの値（最大値）を抽出する（ステップＳ２）。

ここでは、上記選択回路２６において、タイミング信号Ｓｔ１にしたがってサンプリングパルスφＳＰが出力されたときにサンプルホールド回路１７Ａ，１７ＢでサンプリングされたサンプリングデータをＤ１、タイミング信号Ｓｔ２にしたがってサンプリングパルスφＳＰが出力されたときにサンプルホールド回路１７Ａ，１７ＢでサンプリングされたサンプリングデータをＤ２、…、タイミング信号Ｓｔ９にしたがってサンプリングパルスφＳＰが出力されたときにサンプルホールド回路１７Ａ，１７ＢでサンプリングされたサンプリングデータをＤ９、タイミング信号Ｓｔ１０にしたがってサンプリングパルスφＳＰが出力されたときにサンプルホールド回路１７Ａ，１７ＢでサンプリングされたサンプリングデータをＤ１０とする。

また、各々のサンプルホールド回路１７Ａ，１７Ｂでは、それぞれ異なる読取画素のデータをサンプリングすることになるが、本実施形態においては、ＣＣＤセンサ７が備える読取画素列の中で予め設定された所定の画素、例えば、主走査方向に沿う読取画素列の中央部に設定された複数（例えば、５０〜１００個）の画素によって得られる画像データの平均値を、１つのサンプリングパルスφＳＰに基づくタイミングでサンプリングされるサンプリングデータとして取り扱うものとする。そして、サンプルホールド回路１７Ａ，１７ＢでサンプリングするタイミングＴ１〜Ｔ１０と、各々のタイミングでサンプリングされたサンプリングデータＤ１〜Ｄ１０との関係が、例えば図６に示すような結果となったものと仮定する。そうした場合、上記ステップＳ２においては、サンプリング制御回路２４が、複数のサンプリングデータＤ１〜Ｄ１０の中で、出力レベルが最大となるサンプリングデータＤ６（又はＤ７）の値を抽出する。

続いて、サンプリング制御回路２４では、先のサンプリングによって得られた複数のサンプリングデータＤ１〜Ｄ１０を用いて、ＣＣＤセンサ７から出力される画像データの出力レベルが最大値（本例ではサンプリングデータＤ６又はＤ７の値）付近で安定状態となる出力安定期間を算出する（ステップＳ３）。

具体的には、例えば、画像データ（サンプリングデータ）の出力レベルの最大値に係数０．９を掛け合わせた値を基準値に設定し、この基準値以上でかつ上記最大値以下の範囲内で、画像データの出力レベルが安定的に推移する期間を出力安定期間として算出する。この出力安定期間は上記基準値以上のサンプリングデータが連続的に得られる期間となる。これを上記図６に示す結果に当てはめて考えると次のようになる。まず、サンプリング順序にしたがってサンプリングデータＤ１から順に上記基準値（＝最大値×０．９）との大小比較を行い、最初に基準値以上となったサンプリングデータＤ５に対応するタイミングＴ５を、出力安定期間の開始点として抽出する。以後、同様にサンプリングデータと基準値との大小比較を行って、最初に基準値未満となったサンプリングデータＤ９の１つ前のタイミングで採取したサンプリングデータＤ８に対応するタイミングＴ８を、出力安定期間の終了点として抽出する。次いで、出力安定期間の開始点Ｔ５から終了点Ｔ８までのサンプリング回数を出力安定期間として求める。ちなみに、上記図６に示す結果では、出力安定期間の開始点Ｔ５から終了点Ｔ８までのサンプリング回数が「４」として求まる。

次いで、サンプリング制御回路２４では、先に算出したサンプリング回数「４」が、予め設定された所定回数（例えば、「３」）以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。ここで記述する所定回数は、ＣＣＤセンサ７の出力安定期間が所望の期間だけ確保されているか否かを判定するための基準となるもので、本発明における「所定期間」に相当する。

所定期間は、事前に行った実験データ等に基づいて、読み取りレベルの直線性が得られるサンプリングの期間に、温度変化等によるサンプリングパルスのスキュー量などを考慮したタイミングのマージンを加味して予め設定されるものである。例えば、読み取り対象となった原稿面の反射率と、実際にこの原稿面を読み取ったときにＣＣＤセンサ７から出力された画像データを複数のタイミングＴ１〜Ｔ１０でサンプリングした際の出力レベル（読み取りレベル）との関係が、例えば図７のようにいずれの温度環境においてもタイミングＴ５〜Ｔ８の期間で読み取りレベルの直線性が得られ、それ以外のタイミングＴ１〜Ｔ４，Ｔ９，Ｔ１０では温度環境によって読み取りレベルの直線性が得られない場合があったとすると、この実験結果に基づいてタイミングＴ５〜Ｔ８の期間を所定期間に設定する。

また、出力安定期間を算出する際に適用される基準値についても、上記実験データに基づいて設定する。例えば、各々のタイミングＴ５〜Ｔ８でサンプリングされたサンプリングデータＤ５〜Ｄ８の出力レベルが上記図６に示すレベルであったとすると、これらのサンプリングデータＤ５〜Ｄ８の出力レベルが全て出力安定期間内に得られるように基準値を決める。すなわち、タイミングＴ５〜Ｔ８の期間でサンプリングされたサンプリングデータＤ５〜Ｄ８の出力レベルが全て基準値以上となり、それ以外のタイミングＴ１〜Ｔ４、Ｔ９，Ｔ１０でサンプリングされたサンプリングデータＤ１〜Ｄ４、Ｄ９，Ｄ１０の出力レベルが全て基準値未満となる条件で、基準値を設定する。そして、このように設定された基準値と所定期間とを用いて、サンプリングタイミングの設定処理を行う。

上記ステップＳ４において、サンプリング回数が所定回数未満（出力安定期間が所定期間未満）であれば、サンプリング制御回路２４では、ＣＣＤセンサ７の出力安定期間が所望の期間よりも不足していると判断し、その旨を通知するフェイスコードをシステム制御部（不図示）に出力したうえで装置をシャットダウンする（ステップＳ５）。システム制御部とは、画像読取装置全体の処理動作を統括的に制御する部分をいう。

また、上記ステップＳ４において、サンプリング回数が所定回数以上（出力安定期間が所定期間以上）であれば、サンプリング制御回路２４は、ＣＣＤセンサ７の出力安定期間が所望の期間以上に確保されていると判断し、この出力安定期間内で一対のサンプルホールド回路１７Ａ，１７Ｂによる画像データのサンプリングタイミングを設定する（ステップＳ６）。

具体的には、まず、出力安定期間として抽出されたタイミングＴ５〜Ｔ８の中間点を算出し、この中間点を上記サンプリングタイミングとして求める。この場合、タイミングＴ５〜Ｔ８の中間点はタイミングＴ６又はＴ７となるため、いずれか一方のタイミング、例えばタイミングＴ６をサンプリングタイミングとして算出する。次に、こうして求めたサンプリングタイミングＴ６にしたがって実際に一対のサンプルホールド回路１７Ａ，１７Ｂが画像データをサンプリングするように（換言すると、サンプリングパルス生成回路２３の選択回路２６からタイミング信号Ｔ６にしたがってサンプリングパルスφＳＰが出力されるように）、選択回路２６に供給する選択信号SELを切り換える。

このような設定処理にしたがってサンプリングタイミングを設定することにより、実際に通常動作モードで原稿の画像を読み取る場合は、所定期間以上に確保された出力安定期間の中間点で画像データのサンプリングが行われるようになる。そのため、温度変化等でサンプリングパルスφＳＰのスキューが生じても、出力安定期間内で画像データのサンプリングを行うことができる。したがって、ＣＣＤセンサ７から出力される画像データのサンプリングタイミングを最適化し、良好な出力データを安定的に得ることが可能となる。

なお、上記実施形態においては、サンプリングタイミングの設定処理に際して白基準板３を読み取るようにしたが、これに限らず、例えば、プラテンガラス２に原稿４がセットされている状況では原稿４の白色部分を読み取るようにし、プラテンガラス２に原稿４がセットされていない状況では図示しない原稿押さえ部材に設けられるシート状のカバー面（白色面）を読み取るようにしてもよい。

また、上記実施形態において、サンプリング制御回路２４によって実行されるサンプリングタイミングの設定処理は、画像読取装置の組み立て（製造）が全て完了し、これを製品として出荷する前あるいは出荷した後に、サンプリングタイミングの最適化を目的に行うものであるが、上記設定処理の一部を応用してＣＣＤセンサ７の出力特性を検査することも可能である。

まず、ＣＣＤセンサ７の検査装置として、上記図１に示した画像読取装置とほぼ同様のハードウェア構成を有する検査装置を用意する。ただし、ＣＣＤセンサ７とＣＣＤ基板１４からなるＣＣＤ基板ユニットは着脱可能な構成とする。また、画像処理基板１６に替えて検査用基板を組み込む。この検査用基板には、図８に示すように、一対のサンプルホールド回路２７Ａ，２７Ｂと、サンプリングパルス生成回路２８と、テスト回路２９とが搭載される。このうち、一対のサンプルホールド回路２７Ａ，２７Ｂは、上述した一対のサンプルホールド回路１７Ａ，１７Ｂと同様の回路構成を有するもので、検査対象となるＣＣＤセンサ７から出力される画像データをサンプリングする。サンプリングパルス生成回路２８は、上述したサンプリングパルス生成回路２３と同様の回路構成を有するもので、一対のサンプルホールド回路２７Ａ，２７Ｂに対してサンプリングパルスφＳＰを供給する。テスト回路２９は、後述する一連の検査処理を実行するもので、サンプリングパルス生成回路２８に選択信号SELを供給したり、この選択信号SELを切り換えたりする機能を有する。

図９はテスト回路２９によって実行されるＣＣＤセンサの検査処理の手順を示すフローチャートである。この検査処理は、例えば、ＣＣＤセンサ７とＣＣＤ基板１４からなるＣＣＤ基板ユニットの組み立てが終了したときや、このＣＣＤ基板ユニットをセットメーカーに出荷する前、あるいはセットメーカーでＣＣＤ基板ユニットを製品に組み込む前に行うことができる。

まず、先述したサンプリングタイミングの設定処理と同様に、図示しないキャリッジモータ等の駆動により、光学走査系５による画像の読取位置を白基準板３に合わせ、この状態で実際にランプ１０を点灯させて白基準板３の下面（白色面）を光学走査系５及び結像レンズ６を介してＣＣＤセンサ７で読み取る。

そうすると、テスト回路２９では、サンプリングパルス発生回路２８に供給する選択信号SELを順に切り換えることにより、検査対象となるＣＣＤセンサ７から出力される画像データODD,EVENを、一対のサンプルホールド回路２７Ａ，２７Ｂにより複数の異なるタイミングでサンプリングするとともに、このサンプリングによって得られた複数のサンプリングデータを取り込んでＲＡＭ(Ramdom Access Memory)等のメモリに記憶する（ステップＳ２１）。

次いで、テスト回路２９では、先のサンプリングによって取得した複数のサンプリングデータの中から、出力レベルが最大となるサンプリングデータの値（最大値）を抽出する（ステップＳ２２）。続いて、テスト回路２９では、先のサンプリングによって得られた複数のサンプリングデータを用いて、ＣＣＤセンサ７から出力される画像データの出力レベルが最大値付近で安定状態となる出力安定期間を算出する（ステップＳ２３）。これまでのステップＳ２１〜Ｓ２３の処理は、上記ステップＳ１〜Ｓ３の処理と同様である。

次いで、テスト回路２９では、先に算出したサンプリング回数が、予め設定された所定回数以上であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。この場合の所定回数は、上記ステップＳ４（図４参照）の判定処理で適用される所定回数よりも多い回数で設定しておく。例えば、サンプリングタイミング設定処理で所定回数を「３」に設定する場合、検査処理ではそれよりも長い（条件的に厳しい）「４」を所定回数に設定する。このように検査処理での所定回数を設定処理での処理回数よりも多く設定する理由は、例えば、画像データをサンプリングするタイミング（サンプリングパルスφＳＰの位相）が検査処理時と設定処理時で若干（例えば、１／２ステップ）ずれていた場合でも、ＣＣＤ基板ユニットという部品レベルで良品と判定されたものが、セットメーカーに出荷した後で出力安定期間の不足によりサンプリングタイミングの設定不可とならないようにするためである。

上記ステップＳ２４において、サンプリング回数が所定回数未満（出力安定期間が所定期間未満）であれば、テスト回路２９では、ＣＣＤセンサ７の出力安定期間が所望の期間よりも不足しているとの判断から、このＣＣＤセンサ７を含むＣＣＤ基板ユニットを不良品と判断し、その旨の検査結果を出力する（ステップＳ２５）。また、上記ステップＳ２４において、サンプリング回数が所定回数以上（出力安定期間が所定期間以上）であれば、テスト回路２９は、ＣＣＤセンサ７の出力安定期間が所望の期間以上確保されているとの判断から、このＣＣＤセンサ７を含むＣＣＤ基板ユニットを良品と判断し、その旨の検査結果を出力する（ステップＳ２６）。このとき、テスト回路２９による良否判断の検査結果はモニタ等に表示出力される。したがって、検査装置を用いてＣＣＤ基板ユニットの検査を行う検査員は、テスト回路２９による良否判断の検査結果をモニタ画面等で確認することができる。

このような検査処理にしたがってＣＣＤセンサ７の良否を判断することにより、例えば、検査処理でＣＣＤセンサ７から出力されるアナログ画像データの信号波形が上記図５の二点鎖線に示すような波形となり、出力安定期間が所定期間よりも短くなった場合は、検査対象となったＣＣＤセンサ７を不良品と判断して、しかるべき処理（例えば、廃棄処理、リペア処理など）を行うことにより、出力特性に劣るＣＣＤセンサ７が製品に組み付けられることを回避することができる。したがって、実際に製品として組み立てられた画像読取装置でサンプリングタイミングの設定を行う場合に、出力安定期間の不足によってサンプリングタイミングが不適切に設定されたり、サンプリングタイミングの設定が不可となったりすることを未然に防止することができる。その結果、出力特性に優れたＣＣＤセンサ７を備える画像読取装置を効率良く製造することができる。

本発明の実施形態に係る画像読取装置のハードウェア構成を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る画像読取装置の構成例を示すブロック図である。 サンプリングパルス生成回路の具体的な構成例を示す図である。 サンプリングタイミングの設定処理の手順を示すフローチャートである。 ＣＣＤセンサから出力される信号波形の一例を示す図である。 サンプリングデータの一例を示す図である。 読み取りレベルの直線性を比較した図である。 本発明の実施形態に係る検査装置の構成例を示すブロック図である。 ＣＣＤセンサの検査処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

４…原稿、５…光学走査系、７…ＣＣＤセンサ、１６…画像処理基板、１７Ａ，１７Ｂ，２７Ａ，２７Ｂ…サンプルホールド回路、２３，２８…サンプリングパルス生成回路、２４…サンプリング制御回路、２５…遅延回路、２６…選択回路、２９…テスト回路

Claims (5)

1. 通常動作モードで固体撮像装置から出力される画像データをサンプリングする際に適用されるサンプリングタイミングを設定するにあたって、
   前記固体撮像装置から出力される画像データを複数のタイミングでサンプリングするサンプリング手段と、
   前記サンプリング手段でサンプリングされた複数のサンプリングデータを用いて、前記画像データの出力レベルが最大値付近で安定状態となる出力安定期間を算出する算出手段と、
   前記算出手段で算出した前記出力安定期間が予め設定された所定期間以上であるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段で前記出力安定期間が前記所定期間以上であると判定した場合、当該出力安定期間内で前記サンプリングタイミングを設定する設定手段と
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記算出手段は、前記複数のサンプリングデータのなかで、予め最大値の近傍に設定された基準値以上のサンプリングデータが連続的に得られる期間を前記出力安定期間として算出する
   ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記設定手段は、前記出力安定期間の中間点に前記サンプリングタイミングを設定する
   ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
4. 固体撮像装置の出力特性を検査する検査装置であって、
   前記固体撮像装置から出力される画像データを複数のタイミングでサンプリングするサンプリング手段と、
   前記サンプリング手段でサンプリングされた複数のサンプリングデータを用いて、前記画像データの出力レベルが最大値付近で安定状態となる出力安定期間を算出する算出手段と、
   前記算出手段で算出した前記出力安定期間が予め設定された所定期間以上であるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段の判定結果に基づいて前記固体撮像装置の良否を判断する判断手段と
   を備えることを特徴とする固体撮像装置の検査装置。
5. 前記判断手段は、前記判定手段で前記出力安定期間が前記所定期間以上であると判定した場合は前記固体撮像装置を良品と判断し、前記判定手段で前記出力安定期間が前記所定期間未満であると判定した場合は前記固体撮像装置を不良品と判断する
   ことを特徴とする請求項４記載の固体撮像装置の検査装置。
   

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