JP2006087052A

JP2006087052A - Image scanner

Info

Publication number: JP2006087052A
Application number: JP2004272534A
Authority: JP
Inventors: Kenta Yamaguchi; 健太山口
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-09-17
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2006-03-30

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To read an original without error, as an image scanner that reads a black-and-white image, even if a quantity of light is attenuated as a gain range runs short. <P>SOLUTION: In the image scanner comprising a line sensor 17 for reading an original image, a gain amplifier 22 for amplifying an analog image signal from the line sensor 17 and an A/D converter 24 for converting an output signal of the gain amplifier 22 into a digital signal, when an original or a reference plate of estimated highest reflectance is read, the gain amplifier 22 is adjusted by a CPU 27, so that an output from the A/D converter 24 becomes a preset target value and when it can not be adjusted to the target value, the target value is changed. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、スキャナ、デジタル複写機、デジタルファクシミリ装置、プリンタ等に適用される画像読取装置に関し、特に、よりゲインの低いチャンネルをモノクロモードで使用するチャンネルとして選択することで、より高品質の画像を得ることができる画像読取装置に関する。 The present invention relates to an image reading apparatus applied to a scanner, a digital copying machine, a digital facsimile apparatus, a printer, and the like, and more particularly, by selecting a channel with a lower gain as a channel used in a monochrome mode, The present invention relates to an image reading apparatus capable of obtaining the above.

通常、画像読取装置では、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（コンバータ）に入力してデジタル信号を得ている。この際、Ａ／Ｄコンバータの精度を十分に発揮させるためにはアナログ画像信号がＡ／Ｄコンバータの上限基準値と下限基準値の間を広く使って変化する様にゲインアンプでのゲイン量とオフセット設定部でのオフセット量を調整する必要がある。
一般的に、画像読取装置では、ピーク検出されたＡ／Ｄコンバータの出力をＣＰＵに取り込んで、目標値と比較して最適なゲイン設定値を算出し、このゲイン設定値によりゲインアンプのゲイン設定を変更する構成となっている。
一方、Ａ／Ｄ変換回路に入力されるアナログ画像信号の大きさにより増幅量が決定するが、アナログ画像信号の大きさは様々な要因により機械毎にバラつく。要因として、光源光量、ラインセンサ感度、基準白板濃度、メカ寸法等のバラツキが挙げられる。従来は、これらのバラツキに対して、ゲインアンプの増幅範囲でデジタル信号を目標とする値に設定できるように、広い増幅範囲をもつゲインアンプ用いるなどして対応していた。
なお、先行文献としては、例えば特許文献１に原稿画像を読み取って得た画信号のピーク値を補正する際に参照する基準値を、画像読取の目的に応じて調整することにより、画像読取の目的に合致した画質の読み取り画像を得るようにした画像読取装置が提案されている。
特開２００２−４４４５４公報 Usually, in an image reading apparatus, an analog image signal from a line sensor that has read an image is input to an A / D conversion circuit (converter) to obtain a digital signal. At this time, in order to sufficiently exhibit the accuracy of the A / D converter, the gain amount in the gain amplifier is changed so that the analog image signal changes widely between the upper limit reference value and the lower limit reference value of the A / D converter. It is necessary to adjust the offset amount in the offset setting unit.
In general, in an image reading apparatus, an output of an A / D converter whose peak is detected is taken into a CPU, an optimum gain setting value is calculated by comparison with a target value, and a gain setting of a gain amplifier is calculated based on the gain setting value. The configuration is changed.
On the other hand, the amount of amplification is determined by the magnitude of the analog image signal input to the A / D conversion circuit, but the magnitude of the analog image signal varies from machine to machine due to various factors. Factors include variations in the amount of light source, line sensor sensitivity, reference white plate density, mechanical dimensions, and the like. Conventionally, these variations have been dealt with by using a gain amplifier having a wide amplification range so that the digital signal can be set to a target value within the amplification range of the gain amplifier.
As a prior document, for example, a reference value to be referred to when correcting a peak value of an image signal obtained by reading a document image in Patent Document 1 is adjusted according to the purpose of image reading. There has been proposed an image reading apparatus capable of obtaining a read image having an image quality suitable for a purpose.
JP 2002-44454 A

しかしながら、昨今のカラースキャナにおいては、読取時間を切り替える読取系における光の蓄積時間の違いや、長期的にキセノンランプを使用した場合のＲＧＢ成分毎の光量減衰等により、さらにアナログ画像信号のバラツキ、すなわち最大値と最小値の差が大きくなるため、従来の方法ではゲインアンプの増幅範囲でデジタル信号を目標とする値に設定しきれなくなることが考えられる。
このため、例えば許文献１に記載されている目標値調整では、必要ゲインがゲインアンプの範囲を越えるとエラーを起こしてしまう。また調整機能がエラーを起こした原因についても不明なために迅速なメンテナンスを行うことができないおそれがあった。
また、仮にエラーを起こさない仕様であっても、カラー画像を読み取ることができるカラー画像読取装置においては、ＲＧＢの３ラインセンサのうちで、目標値に調整できるラインセンサと、目標値に設定できないラインセンサとが混在する状況では、カラーバランスがくずれて色再現性に影響を与えてしまう。
特に、ランプの長期使用での光量減衰は、大きいものであれば製品寿命前に約半分まで落ち込むこともあり、適切にランプ交換時期に達したことをユーザに知らせる必要がある。
そこで、本発明は上記したような点を鑑みてなされたものであり、白黒画像の読み取りを行う画像読装置として、ゲイン範囲不足になるほど光量が減衰した場合でもエラーを出さずに原稿を読み取ると同時にランプ交換時期に達したことをユーザに知らせることができる画像読取装置を提供することを目的とする。また、カラー画像の読み取りを行う画像読装置にとして、上記した白黒画像の画像読取装置の機能に加え、カラーバランスがおかしくなる状況では読み取りを禁止して、画像の読み取りに失敗するのを防止することができる画像読取装置を提供することを目的とする。 However, in recent color scanners, due to the difference in the light accumulation time in the reading system for switching the reading time, the attenuation of the light amount for each RGB component when a xenon lamp is used for a long time, etc. That is, since the difference between the maximum value and the minimum value becomes large, it is considered that the conventional method cannot set the digital signal to the target value within the amplification range of the gain amplifier.
For this reason, for example, in the target value adjustment described in Permitted Document 1, an error occurs if the necessary gain exceeds the range of the gain amplifier. Further, since the cause of the error in the adjustment function is unknown, there is a possibility that quick maintenance cannot be performed.
In addition, even in a specification that does not cause an error, a color image reading apparatus that can read a color image cannot be set to a target value and a line sensor that can be adjusted to a target value among RGB three line sensors. In a situation where line sensors are mixed, color balance is lost and color reproducibility is affected.
In particular, if the amount of light attenuation during long-term use of the lamp is large, it may drop to about half before the product lifetime, and it is necessary to inform the user that the lamp replacement time has been reached appropriately.
Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and as an image reading apparatus that reads a black and white image, even when the amount of light is attenuated so that the gain range becomes insufficient, an original is read without causing an error. At the same time, an object of the present invention is to provide an image reading apparatus capable of notifying a user that the lamp replacement time has been reached. In addition to the functions of the above-described black and white image reading apparatus as an image reading apparatus that reads a color image, reading is prohibited in a situation where the color balance is strange, thereby preventing an image reading failure. An object of the present invention is to provide an image reading apparatus capable of performing the above.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、原稿画像を読み取って光電変換するラインセンサと、前記ラインセンサからのアナログ画像信号を増幅するゲインアンプと、前記ゲインアンプの出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路とを備える画像読取装置において、想定した最も反射率の高い原稿もしくは基準板を読んだ時に前記Ａ／Ｄ変換回路からの出力が予め設定した目標値になるように前記ゲインアンプのゲイン調整を行う調整手段と、前記調整手段により前記目標値に調整できない場合に目標値を変更する変更手段と、を備えていることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１の画像読取装置において、前記変更手段は、前記ラインセンサからのアナログ画像信号の出力が小さく、前記ゲインアンプのゲイン調整により前記Ａ／Ｄ変換回路の出力値を前記目標値に調整できない場合、前記目標値を下げることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１の画像読取装置において、前記変更手段は、前記ラインセンサからのアナログ画像信号の出力が大きく、前記ゲインアンプのゲイン調整により前記Ａ／Ｄ変換回路の出力値を前記目標値に調整できない場合、前記目標値を上げることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２の画像読取装置において、前記調整手段により前記目標値に調整できない場合は、ランプの交換を促す旨を通知する通知手段をさらに備えていることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一項の画像読取装置において、前記変更手段により、前記目標値が決められた範囲内に収まらなかった場合は、前記ラインセンサによる前記原稿画像の読み取りを禁止する禁止手段を備えていることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一項の画像読取装置において、前記ラインセンサは、複数のラインセンサにより構成され、該複数のラインセンサによりカラー画像の読み取りを行うこと特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項６の画像読取装置において、前記複数のラインセンサにより白黒画像の読み取りを行う場合は、前記複数のラインセンサのうち、何れか１つのラインセンサの出力を白黒画像信号として使用することを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項７の画像読取装置において、前記複数のラインセンサのいずれかに、前記調整手段により前記目標値に調整できないラインセンサが発生した場合、前記変更手段は、全てのラインセンサの目標値を同じ値に変更することを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項６または７に記載の画像読取装置において、前記複数のラインセンサのうち、１つでも前記変更手段により変更した目標値が決められた範囲内に収まらなかった場合は、前記禁止手段により前記複数のラインセンサによるカラー画像の読み取りを禁止すると共に、前記複数のラインセンサにより白黒画像の読み取りを行う場合には、前記変更手段により変更した目標値が決められた範囲内に収まらなかったラインセンサ以外のラインセンサの画像信号出力を、白黒画像信号として使用できるようにしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is directed to a line sensor that reads and photoelectrically converts a document image, a gain amplifier that amplifies an analog image signal from the line sensor, and an output signal of the gain amplifier. In an image reading apparatus provided with an A / D conversion circuit for converting into a digital signal, the output from the A / D conversion circuit becomes a preset target value when an original or reference plate having the highest reflectivity is read. In this way, there are provided adjusting means for adjusting the gain of the gain amplifier, and changing means for changing the target value when the adjusting means cannot adjust the target value.
According to a second aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the first aspect, the changing unit has a small output of an analog image signal from the line sensor, and the gain of the A / D conversion circuit is adjusted by adjusting the gain of the gain amplifier. When the output value cannot be adjusted to the target value, the target value is lowered.
According to a third aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the first aspect, the changing unit has a large output of an analog image signal from the line sensor, and the A / D converter circuit is adjusted by adjusting a gain of the gain amplifier. When the output value cannot be adjusted to the target value, the target value is increased.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the first or second aspect, the image reading apparatus further includes a notifying unit that notifies the user that the lamp should be replaced when the adjustment unit cannot adjust the target value. It is characterized by.
According to a fifth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to any one of the first to fourth aspects, if the target value does not fall within a predetermined range by the changing means, the line sensor is used. The image forming apparatus includes a prohibiting unit that prohibits reading of the document image.
According to a sixth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the line sensor includes a plurality of line sensors, and a color image is read by the plurality of line sensors. It is a feature.
According to a seventh aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the sixth aspect, when the plurality of line sensors reads a black and white image, the output of any one of the plurality of line sensors is output. It is used as a monochrome image signal.
According to an eighth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the seventh aspect, when a line sensor that cannot be adjusted to the target value by the adjusting unit is generated in any of the plurality of line sensors, the changing unit includes: The target value of all the line sensors is changed to the same value.
According to a ninth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the sixth or seventh aspect, at least one of the plurality of line sensors does not fall within a range determined by the changing unit. In the case where the color image reading by the plurality of line sensors is prohibited by the prohibiting means, and the black and white image is read by the plurality of line sensors, the changed target value is determined by the changing means. The image signal output of a line sensor other than the line sensor that does not fall within the range can be used as a monochrome image signal.

請求項１に記載の発明によれば、調整手段によりゲインアンプのゲインを予め設定した目標値に調整できない場合、変更手段により目標値を変更するようにしているので、変更手段による目標値の変更可能範囲を適切に定めておけば、ゲインアンプのゲインがゲイン可変範囲外でも読取動作を実行することができる。
請求項２に記載の発明によれば、ラインセンサからのアナログ画像信号の出力が小さく、目標値に調整できない場合、変更手段により目標値を下げるようにしているので、ゲインアンプの変更可能範囲の上限値を適切に定めておけば、ゲインアンプのゲインがゲイン可変範囲外でも読取動作を実行することができる。
請求項３に記載の発明によれば、ラインセンサからのアナログ画像信号の出力が大きく、目標値に調整できない場合、変更手段により目標値を上げるようにしているので、ゲインアンプの変更可能範囲の下限値を適切に定めておけば、ゲインアンプのゲインがゲイン可変範囲外でも読取動作を実行することができる。
請求項４に記載の発明によれば、通知手段によりユーザにランプ交換時期を知らせることができる。
請求項５に記載の発明によれば、変更できる目標値の範囲を予め決めておき、その範囲外では画像の読み取りを行わないようにしているので、ユーザが無駄な異常画像をプリントアウトしたり、スキャンデータとして取得するのを防止したりすることができる。
請求項６に記載の発明によれば、原稿画像を読み取るラインセンサを複数設けるようにしているので、カラー画像の読み取りを行う場合においても、上記請求項１と同様の効果が得られる。
請求項７に記載の発明によれば、カラー画像の読み取りを行うことができる画像読取装置において白黒画像の読み取りを行うことができる。
請求項８に記載の発明によれば、複数のラインセンサのいずれかに、調整手段により目標値に調整できないラインセンサが発生した場合、変更手段により全てのラインセンサの目標値を同じ値に変更するようにしているので、カラーバランスを崩してしまうといったことを防止することができる。
請求項９に記載の発明によれば、カラー画像の読み取りに異常がある場合は、カラー画像の読み取りを禁止するが、白黒画像の読み取りは行えるようにしたことで、カラー画像の読取装置として利用できない場合でも白黒画像の読取装置として利用できるようにしたことで、ユーザが画像読取装置を利用することができない時間を短くすることができる。 According to the first aspect of the present invention, when the gain of the gain amplifier cannot be adjusted to the preset target value by the adjusting means, the target value is changed by the changing means. If the possible range is appropriately determined, the reading operation can be executed even when the gain of the gain amplifier is outside the variable gain range.
According to the second aspect of the present invention, when the output of the analog image signal from the line sensor is small and cannot be adjusted to the target value, the target value is lowered by the changing means. If the upper limit value is appropriately determined, the reading operation can be executed even when the gain of the gain amplifier is outside the gain variable range.
According to the third aspect of the present invention, when the output of the analog image signal from the line sensor is large and cannot be adjusted to the target value, the target value is increased by the changing means. If the lower limit value is appropriately determined, the reading operation can be executed even when the gain of the gain amplifier is outside the gain variable range.
According to the fourth aspect of the present invention, the notification unit can notify the user of the lamp replacement time.
According to the invention described in claim 5, since the range of the target value that can be changed is determined in advance and the image is not read outside the range, the user prints out a useless abnormal image. It is possible to prevent acquisition as scan data.
According to the sixth aspect of the present invention, since a plurality of line sensors for reading a document image are provided, the same effect as in the first aspect can be obtained even when a color image is read.
According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to read a black and white image in an image reading apparatus capable of reading a color image.
According to the eighth aspect of the present invention, when a line sensor that cannot be adjusted to the target value by the adjusting unit occurs in any of the plurality of line sensors, the target value of all the line sensors is changed to the same value by the changing unit. Therefore, it is possible to prevent the color balance from being lost.
According to the ninth aspect of the present invention, when there is an abnormality in reading a color image, the reading of the color image is prohibited, but the monochrome image can be read, so that it can be used as a color image reading device. Even when it is not possible, it can be used as a black and white image reading device, so that the time during which the user cannot use the image reading device can be shortened.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る画像読取装置の概略構成図である。
この図１において、画像読取装置１の上部にはコンタクトガラス１１と白基準板１２が配置される。コンタクトガラス１１は原稿を読み取る際にセットするためのものであり、原稿１３は、図示しないが上から圧板と称せられる原稿抑板によりコンタクトガラス１１から浮かないように抑えられる。勿論、公知のようにＡＤＦ（オートドキュメントフィーダー）が付いていても本発明には差し支えない。また、白基準板１２は、シェーディング補正時の補正データを得るため、主走査方向に設けられた均一濃度のほぼ白色の部材である。
光源１４は、白基準板１２あるいはコンタクトガラス１１面に対してある角度で読み取り面を照射し、白基準板１２あるいは原稿１３で反射した光は３枚のミラー１５、レンズ１６を経由して光電変換素子であるＣＣＤ１７に入射する。
光源１４とミラー１５−１およびミラー１５−２とミラー１５−３は各々図１に示していない第１、２走行体を形成し、モータ１９の駆動により、読み取り面からＣＣＤまでの距離を一定に保ちながら副走査方向に移動する。ＣＣＤ１７は入射光量に対応した電圧をアナログ画像信号として出力する。この信号は所定の処理が行われた後にデジタル画像信号として画像処理部１８に転送される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image reading apparatus according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a contact glass 11 and a white reference plate 12 are disposed on the upper part of the image reading apparatus 1. The contact glass 11 is for setting when reading a document, and the document 13 is suppressed from floating from the contact glass 11 by a document suppression plate (not shown) called a pressure plate from above. Of course, as is well known, an ADF (automatic document feeder) may be attached to the present invention. The white reference plate 12 is a substantially white member having a uniform density provided in the main scanning direction in order to obtain correction data at the time of shading correction.
The light source 14 irradiates the reading surface at a certain angle with respect to the surface of the white reference plate 12 or the contact glass 11, and the light reflected by the white reference plate 12 or the document 13 is photoelectrically transmitted through three mirrors 15 and a lens 16. The light enters the CCD 17 which is a conversion element.
The light source 14 and the mirror 15-1 and the mirror 15-2 and the mirror 15-3 form the first and second traveling bodies not shown in FIG. 1, respectively, and the distance from the reading surface to the CCD is fixed by driving the motor 19 While moving in the sub-scanning direction. The CCD 17 outputs a voltage corresponding to the amount of incident light as an analog image signal. This signal is transferred to the image processing unit 18 as a digital image signal after predetermined processing.

図２は、本発明の実施の形態に係る画像処理部のブロック図である。
ＣＣＤ（ラインセンサ）１７は原稿１３からの反射光をアナログ画像信号に変換する。ＣＣＤ１７は、図３に示すように、その出力が読取時間に比例する。
なお、図２においてはＣＣＤ１７からの出力は１系統のみ記載してあるが、高速タイプのＣＣＤでは２系統あるいは４系統の出力タイプも存在する。以下の説明においてカラー３ラインセンサの場合は、これが３系統あると考えればよい。実際のカラーのＲＧＢ３ラインセンサでは、出力を奇数偶数で分けて６チャンネルで処理する場合が多いが、説明の簡略化のため３系統として説明する。
カラー画像読取装置において光電変換を行うＣＣＤ１７は、通常、３ラインセンサである。１つのラインセンサ毎にＲ、Ｇ、Ｂそれぞれのチャンネルに対応していて、フルカラーモードでは３つのラインセンサ出力から、モノクロモードでは１つのラインセンサ出力からそれぞれ画像を取得する。また、このカラー画像読取装置では、フルカラーモード時は読取時間をモノクロモード時よりも長くすることで、Ｓ／Ｎ比の向上を図るようにしている。
アナログ画像信号は、バッファでドライブされてサンプリング回路２１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。ゲインアンプ２２は、ＣＰＵ２７からＤ／Ａコンバータ２８を介してコンバータのコントロール端子に印加される電圧Ｖｇによりゲインを制御できるアンプである。
オフセット設定部２３は、同じくＣＰＵ２７からＤ／Ａコンバータ２８を介してコンバータコントロール端子に印加される電圧Ｖｏｆによりオフセットを設定する機能を有する。
Ａ／Ｄコンバータ２４は、Ａ／Ｄコンバータ固有もしくは外部のリファレンス電圧生成回路２５からのリファレンス電圧Ｖｒｅｆを基にして、サンプリングされたアナログ画像信号を所定の分解能（例えば８ビット）でデジタル画像信号に変換する。 FIG. 2 is a block diagram of the image processing unit according to the embodiment of the present invention.
A CCD (line sensor) 17 converts the reflected light from the document 13 into an analog image signal. As shown in FIG. 3, the output of the CCD 17 is proportional to the reading time.
In FIG. 2, only one system output from the CCD 17 is shown, but there are two or four output types of high-speed CCDs. In the following description, in the case of a color 3-line sensor, it may be considered that there are three systems. In an actual color RGB three-line sensor, the output is often divided into odd and even numbers and processed in six channels. However, for simplification of explanation, it will be described as three systems.
The CCD 17 that performs photoelectric conversion in the color image reading apparatus is usually a three-line sensor. Each line sensor corresponds to R, G, and B channels, and images are acquired from three line sensor outputs in the full color mode and from one line sensor output in the monochrome mode. In this color image reading apparatus, the S / N ratio is improved by making the reading time longer in the full color mode than in the monochrome mode.
The analog image signal is driven by a buffer and sampled and held by the sampling circuit 21 to remove high frequency components such as reset noise. The gain amplifier 22 is an amplifier whose gain can be controlled by the voltage Vg applied from the CPU 27 to the control terminal of the converter via the D / A converter 28.
Similarly, the offset setting unit 23 has a function of setting an offset by a voltage Vof applied from the CPU 27 to the converter control terminal via the D / A converter 28.
The A / D converter 24 converts the sampled analog image signal into a digital image signal with a predetermined resolution (for example, 8 bits) based on the reference voltage Vref specific to the A / D converter or from the external reference voltage generation circuit 25. Convert.

オフセットレベル検出回路２６は、範囲指定信号であるｘｏｐｂ信号により指示されるＣＣＤ１７のＯＰＢ画素に対応した期間にその出力レベルを取り込んで保存する機能を有する。保存されるオフセットレベルは複数のＯＰＢ画素を取り込んだ平均値であり、ＣＣＤの出力チャネル毎に保存される。
ＣＰＵ２７は、オフセットレベル検出回路２６にアクセスすることにより最新のｘｏｐｂ期間での平均値を得ることができる。また、ＣＰＵ２７は、オフセットレベル検出回路２６より読み取った値を基にＤ／Ａコンバータ２８の設定値の算出、設定を行う。
電圧Ｖｇ、Ｖｏｆは、ＣＰＵ２７がＤ／Ａコンバータ２８を操作して決定する電圧である。例えば、Ｄ／Ａコンバータ２８が８ビットであればＣＰＵ２７は０〜２５５のいずれかの値をＤ／Ａコンバータ２８に対して設定し対応した電圧を出力する。
オフセットレベル減算回路２９は、ＣＣＤ１７の有効画素が入力された際にオフセットレベル検出回路２６に保存された値を減算する回路である。
白ピーク検出回路３０は、主走査範囲を指定した主走査範囲指定信号であるｘｌｇａｔｅ信号と、副走査範囲指定信号であるＳＭＰＬ信号により指定されたピーク値検出範囲内で検出したピーク値を保存する回路であり、ｘｌｇａｔｅ信号とＳＭＰＬ信号のタイミングは図４のように示される。
ＣＰＵ２７は、当該画像読取装置全体の制御を行うと共に、操作部３１からの切替え信号により白黒（モノクロ）モードまたはカラーモードを選択する。また、ＣＰＵ２７は光源１４のランプを交換する必要があると判断した場合は、通知手段である表示部３２によりランプ交換表示すればユーザにランプ交換時期を知らせることができる。表示部３２としてはＬＣＤなどの表示パネルを利用した表示形態、ＬＥＤなどの表示ランプを利用した表示形態などが考えられる。
またＣＰＵ２７は、想定した最も反射率の高い原稿１３もしくは基準板１２を読んだ時にＡ／Ｄコンバータ２４からの出力が予め設定した目標値となるように、Ｄ／Ａコンバータ２８を介してゲインアンプ２２のゲイン調整（以下、「白レベル調整」という）を行うようにしている。そして、それでもＡ／Ｄコンバータ２４の出力を目標値に調整できない場合には目標値を変更するようにしている。 The offset level detection circuit 26 has a function of capturing and storing the output level in a period corresponding to the OPB pixel of the CCD 17 indicated by the xopb signal which is a range designation signal. The stored offset level is an average value obtained by capturing a plurality of OPB pixels, and is stored for each output channel of the CCD.
The CPU 27 can obtain the average value in the latest xopb period by accessing the offset level detection circuit 26. Further, the CPU 27 calculates and sets the setting value of the D / A converter 28 based on the value read by the offset level detection circuit 26.
The voltages Vg and Vof are voltages determined by the CPU 27 by operating the D / A converter 28. For example, if the D / A converter 28 is 8 bits, the CPU 27 sets any value from 0 to 255 to the D / A converter 28 and outputs a corresponding voltage.
The offset level subtraction circuit 29 is a circuit that subtracts a value stored in the offset level detection circuit 26 when an effective pixel of the CCD 17 is input.
The white peak detection circuit 30 stores the peak value detected within the peak value detection range designated by the xlgate signal that is the main scanning range designation signal designating the main scanning range and the SMPL signal that is the sub scanning range designation signal. FIG. 4 shows the timing of the xlgate signal and the SMPL signal.
The CPU 27 controls the entire image reading apparatus and selects a monochrome mode or a color mode by a switching signal from the operation unit 31. Further, when the CPU 27 determines that the lamp of the light source 14 needs to be replaced, the lamp replacement time can be notified to the user by displaying the lamp replacement on the display unit 32 which is a notification means. As the display unit 32, a display form using a display panel such as an LCD, a display form using a display lamp such as an LED, and the like are conceivable.
Further, the CPU 27 gains via the D / A converter 28 so that the output from the A / D converter 24 becomes a preset target value when the assumed document 13 or reference plate 12 having the highest reflectivity is read. 22 gain adjustment (hereinafter referred to as “white level adjustment”) is performed. If the output of the A / D converter 24 cannot be adjusted to the target value, the target value is changed.

以下、本実施形態に係る画像読取装置の特徴的な動作について説明する。
図５は、本実施の形態に係る画像読取装置において、モノクロ画像の読み取りを行う場合の動作を図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。
先ず、電源がオンされると、ＣＰＵ２７は、ステップＳ１において白レベル調整において使用する目標値を、カラーモード、モノクロモードに関わらず、デフォルト値Ａに設定する。
次にステップＳ２において、ＣＣＤのアナログ出力がデジタル出力にＡ／Ｄ変換される。この場合、ＣＣＤの出力はゲインアンプ２２においてゲイン設定値倍され、オフセット設定部２３においてオフセットが設定された後、Ａ／Ｄコンバータ２４に入力され、Ａ／Ｄコンバータ２４から基準電圧Ｖｒｅｆに応じたデジタル値が出力される。
例えばＡ／Ｄコンバータ２４の分解能を８ビット、Ａ／Ｄコンバータ２４の入力信号をＶｉｎ、そのデジタル出力値をＤとすると、デジタル出力値Ｄは、Ｄ＝２５５×Ｖｉｎ／Ｖｒｅｆにより求めることができる。
そして続くステップＳ３において、デジタル出力値Ｄから白ピーク検出回路３０において白ピーク値が検出される。この場合、白ピーク検出回路３０では、主走査範囲指定信号であるｘｌｇａｔｅ信号と副走査範囲指定信号であるＳＭＰＬ信号とにより、指定された範囲内での白ピーク値を検出する。白ピーク検出回路３０で検出された白ピーク値はＣＰＵ２７にフィードバックされ、ＣＰＵ２７において必要なゲインの算出を行う（Ｓ４）。
なお、必要なゲインは、例えば白ピーク値をＮ、白ピーク目標値をＭ、現在のゲインをＧとすると、ゲインＧ＝Ｍ／Ｎにより求めることができる。 Hereinafter, a characteristic operation of the image reading apparatus according to the present embodiment will be described.
FIG. 5 illustrates an operation when a monochrome image is read in the image reading apparatus according to the present embodiment, with reference to the flowchart shown in FIG.
First, when the power is turned on, the CPU 27 sets the target value used in the white level adjustment in step S1 to the default value A regardless of the color mode or the monochrome mode.
In step S2, the analog output of the CCD is A / D converted into a digital output. In this case, the output of the CCD is multiplied by the gain setting value in the gain amplifier 22, the offset is set in the offset setting unit 23, and then input to the A / D converter 24, and the A / D converter 24 responds to the reference voltage Vref. A digital value is output.
For example, when the resolution of the A / D converter 24 is 8 bits, the input signal of the A / D converter 24 is Vin, and the digital output value is D, the digital output value D can be obtained by D = 255 × Vin / Vref. .
In the subsequent step S3, the white peak value is detected by the white peak detection circuit 30 from the digital output value D. In this case, the white peak detection circuit 30 detects the white peak value within the designated range by using the xlgate signal that is the main scanning range designation signal and the SMPL signal that is the sub scanning range designation signal. The white peak value detected by the white peak detection circuit 30 is fed back to the CPU 27, and the CPU 27 calculates a necessary gain (S4).
The necessary gain can be obtained by gain G = M / N, where N is the white peak value, M is the white peak target value, and G is the current gain.

次に、ＣＰＵ２７はステップＳ５において、ステップＳ４で求めたゲインＧがゲインアンプ２２の可変範囲内であるかどうかの判別を行い、ゲイン可変可能範囲内であれば（Ｓ５の「Ｙ」）、ゲインアンプ２２のゲインをゲインＧに設定する（Ｓ６）。
一方、ステップＳ４により求めたゲインＧがゲインアンプ２２の可変範囲内でなければ（Ｓ５の「Ｎ」）、ステップＳ７においてゲインＧがゲインアンプ２２の可変可能なゲイン範囲の上限以上かどうかの判別を行う。
ステップＳ７における判別方法としては、例えばゲインアンプ２２のゲインの設定可能範囲を「Ｂ＜ゲイン＜Ｃ」とすると、ゲインＧがゲインアンプ２２の上限値Ｃを超えているかどうかの判別を行う。ここで、ステップＳ４で求めたゲインＧがゲインアンプ２２の上限値Ｃを超えている場合（Ｓ７の「Ｙ」）、ＣＰＵ２７はランプ交換を行う必要があると判断して、ランプ交換を、表示部３２を利用してユーザに通知した後（Ｓ８）、白レベル調整に使用する目標値を下げるようにする。例えば、目標値のデフォルト値をＡ、変更後の目標値をＡ１とすると、変更後の目標値Ａ１は、Ａ１＝Ａ×Ｃ／Ｇにより求めることができる。
次に、ＣＰＵ２７はステップＳ１０において、上記ステップＳ９で求めた変更後の目標値Ａ１が、予め任意に設定した設定下限値Ｄより小さいと判断した場合（Ｓ１０の「Ｙ」）、ラインセンサであるＣＣＤ１７による読み取り動作を禁止する（Ｓ１１）。
一方、上記ステップＳ９で求めた変更後の目標値Ａ１が、設定下限値Ｄより大きいと判断した場合（Ｓ１０の「Ｎ」）、ＣＰＵ２７はゲインアンプ２２のゲインをゲインアンプ２２の上限値Ｃに設定する（Ｓ１２）。
また、ステップＳ７において、ゲインＧがゲインアンプ２２の上限値Ｃを超えていない場合（Ｓ７の「Ｎ」）は、ゲインＧはゲインアンプ２２の下限値Ｂより小さいと判断して、ＣＰＵ２７は白レベル調整に使用する目標値を上げるようにする。例えば、デフォルト値をＡ、変更後の目標値をＡ１とすると、変更後の目標値Ａ１はＡ１＝Ａ×Ｂ／Ｇにより求める。 Next, in step S5, the CPU 27 determines whether or not the gain G obtained in step S4 is within the variable range of the gain amplifier 22, and if it is within the gain variable range (“Y” in S5), the gain is determined. The gain of the amplifier 22 is set to the gain G (S6).
On the other hand, if the gain G obtained in step S4 is not within the variable range of the gain amplifier 22 ("N" in S5), it is determined in step S7 whether the gain G is equal to or greater than the upper limit of the variable gain range of the gain amplifier 22. I do.
As a determination method in step S7, for example, if the gain settable range of the gain amplifier 22 is “B <gain <C”, it is determined whether or not the gain G exceeds the upper limit value C of the gain amplifier 22. If the gain G obtained in step S4 exceeds the upper limit C of the gain amplifier 22 (“Y” in S7), the CPU 27 determines that it is necessary to replace the lamp, and displays lamp replacement. After notifying the user using the unit 32 (S8), the target value used for white level adjustment is lowered. For example, if the default value of the target value is A and the target value after change is A1, the target value A1 after change can be obtained by A1 = A × C / G.
Next, in step S10, when the CPU 27 determines that the changed target value A1 obtained in step S9 is smaller than the preset lower limit D set in advance (“Y” in S10), the CPU 27 is a line sensor. The reading operation by the CCD 17 is prohibited (S11).
On the other hand, when it is determined that the changed target value A1 obtained in step S9 is larger than the set lower limit value D (“N” in S10), the CPU 27 sets the gain of the gain amplifier 22 to the upper limit value C of the gain amplifier 22. Set (S12).
If the gain G does not exceed the upper limit value C of the gain amplifier 22 in step S7 (“N” in S7), it is determined that the gain G is smaller than the lower limit value B of the gain amplifier 22, and the CPU 27 Increase the target value used for level adjustment. For example, when the default value is A and the target value after change is A1, the target value A1 after change is obtained by A1 = A × B / G.

次に、ＣＰＵ２７はステップＳ１４において、上記ステップＳ１３で求めた変更後の目標値Ａ１が、予め任意に設定した設定上限値Ｅより大きいと判断した場合（Ｓ１４の「Ｙ」）、ＣＣＤ１７による読み取り動作を禁止する（Ｓ１１）。
一方、上記ステップＳ１３で求めた変更後の目標値Ａ１が、設定上限値Ｅより小さいと判断した場合（Ｓ１４の「Ｎ」）、ＣＰＵ２７はゲインアンプ２２のゲインをゲインアンプ２２の下限値Ｂに設定する（Ｓ１５）。
このように本実施形態の画像読取装置は、白レベル調整時、ゲインアンプ２２のゲインを予め設定した目標値Ａに調整できない場合、変更手段であるＣＰＵ２７により目標値Ａを変更するようにしているので、ゲインアンプ２２の目標値範囲を適切に定めておけば、求めたゲインＧがゲイン可変範囲外でも読取動作を実行することができる。
例えば、ＣＣＤ１７からのアナログ画像信号の出力が小さく、ゲインアンプ２２では目標値Ａまで調整できない場合、つまりゲインＧがゲインアンプ２２の上限値Ｃより大きいときは、白レベル調整の目標値を下げることで、ゲインアンプ２２のゲインＧがゲイン可変範囲外でも読取動作を実行することができる。
また、逆にＣＣＤ１７からのアナログ画像信号の出力が大きく、ゲインアンプ２２では目標値Ａまで調整できない場合、つまりゲインＧがゲインアンプ２２の下限値Ｂより小さいときは、白レベル調整の目標値を上げることで、ゲインアンプ２２のゲインＧがゲイン可変範囲外でも読取動作を実行することができる。
また、ＣＰＵ２７によりランプ交換表示を行うようにすれば、ユーザにランプ交換時期を知らせることができる。
また、目標値Ａ１の設定下限値Ｄと設定上限値Ｅを予め任意に決めておき、その範囲外では画像の読み取りを行わないようにしている。したがって、この設定上限値及び設定下限値を適切な値に設定しておけば、無駄な異常画像のプリントアウトや、スキャンデータの取得を防止することができる。 Next, when the CPU 27 determines in step S14 that the changed target value A1 obtained in step S13 is larger than the preset upper limit value E set arbitrarily in advance (“Y” in S14), the reading operation by the CCD 17 is performed. Is prohibited (S11).
On the other hand, when it is determined that the changed target value A1 obtained in step S13 is smaller than the set upper limit E (“N” in S14), the CPU 27 sets the gain of the gain amplifier 22 to the lower limit B of the gain amplifier 22. Set (S15).
As described above, in the image reading apparatus according to the present embodiment, when the white level is adjusted, if the gain of the gain amplifier 22 cannot be adjusted to the preset target value A, the CPU 27 that is a changing unit changes the target value A. Therefore, if the target value range of the gain amplifier 22 is appropriately determined, the reading operation can be executed even if the obtained gain G is outside the variable gain range.
For example, when the output of the analog image signal from the CCD 17 is small and the gain amplifier 22 cannot adjust the target value A, that is, when the gain G is larger than the upper limit value C of the gain amplifier 22, the target value for white level adjustment is lowered. Thus, the reading operation can be executed even when the gain G of the gain amplifier 22 is outside the variable gain range.
Conversely, when the output of the analog image signal from the CCD 17 is large and the gain amplifier 22 cannot adjust the target value A, that is, when the gain G is smaller than the lower limit value B of the gain amplifier 22, the target value for white level adjustment is set. By increasing the gain, the reading operation can be executed even when the gain G of the gain amplifier 22 is outside the variable gain range.
Further, if the lamp replacement display is performed by the CPU 27, the user can be notified of the lamp replacement time.
In addition, a set lower limit value D and a set upper limit value E of the target value A1 are arbitrarily determined in advance, and image reading is not performed outside the range. Therefore, if the set upper limit value and the set lower limit value are set to appropriate values, it is possible to prevent useless printing of abnormal images and acquisition of scan data.

次に、本実施の形態に係る画像読取装置の動作として、カラー画像の読み取りを行う場合の動作を図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、ここでは３ラインカラーＣＣＤで３系統（ＲＧＢ）の処理をする場合について説明する。
この場合、電源がオンされると、３系統（ＲＧＢ）のラインセンサが、それぞれ図５に示したような白レベル調整動作を行うことになる。そして、３系統全てのラインセンサのゲインＧに設定された場合、即ち、全てのラインセンサの出力が、各ゲインアンプ２２の可変範囲内かどうか判別し（Ｓ２２）、全てのラインセンサの出力がゲインアンプ２２の可変時範囲内であると判別したときは（Ｓ２２の「Ｙ」）、それぞれの系統で目標値は変えずにゲインを設定する（Ｓ２３）。
一方、ステップＳ２２において、全てのラインセンサの出力がゲインアンプ２２の可変時範囲内でないと判断したときは（Ｓ２２の「Ｎ」）、次に読み取り禁止になっているラインセンサがないかどうかの判別を行う（Ｓ２４）。そして、３系統のラインセンサに読み取り禁止のラインセンサが無い場合は、ステップＳ２５において、３系統とも同じ目標値になるようにゲイン設定する。ここで、例えばＲＧＢの各ラインセンサのうち、ＲのラインセンサのゲインＧだけ、ゲインＧ＞上限値Ｃとなり、ＧとＢの各ラインセンサのゲインＧがゲイン可変範囲内であり、Ｒのラインセンサの目標値をラインセンサの上限Ｃまで上げる必要があるとする（図５のステップＳ９までの動作参照）。この場合は、ＧとＢのラインセンサは、Ｒのラインセンサの目標値に設定して再度、必要ゲインを算出し直すようにする（図５のステップＳ１〜ステップＳ４の動作参照）。
またステップＳ２４において否定結果が得られた場合、つまり３系統のラインセンサの中に読み取り禁止のラインセンサが含まれている場合には、カラー画像の読み取りを禁止する（Ｓ２６）。そして、続くステップＳ２７において、全てのラインセンサが読み取り禁止かどうかの判別を行い、全てのラインセンサが読み取り禁止の場合（Ｓ２７の「Ｙ」）、モノクロ画像の読み取りも禁止し、そうでない場合（Ｓ２７の「Ｎ」）、読み取り禁止以外のラインセンサの出力データをモノクロデータとして選択する（Ｓ２９）。
なお、ステップＳ２９において利用できるラインセンサが複数存在する場合は、図５においてラインセンサのゲインがゲインＧ、ゲインＢ、ゲインＣの順にラインセンサを選択することが好ましい。 Next, as an operation of the image reading apparatus according to the present embodiment, an operation when reading a color image will be described with reference to a flowchart shown in FIG. Here, a case where three lines (RGB) are processed by a three-line color CCD will be described.
In this case, when the power is turned on, the three line (RGB) line sensors respectively perform white level adjustment operations as shown in FIG. When the gains G of all three line sensors are set, that is, it is determined whether the outputs of all line sensors are within the variable range of each gain amplifier 22 (S22). When it is determined that it is within the variable time range of the gain amplifier 22 (“Y” in S22), the gain is set without changing the target value in each system (S23).
On the other hand, when it is determined in step S22 that the outputs of all the line sensors are not within the variable time range of the gain amplifier 22 (“N” in S22), it is determined whether there is a line sensor that is next prohibited from being read. A determination is made (S24). If there is no read-prohibited line sensor among the three line sensors, the gain is set in step S25 so that all three lines have the same target value. Here, for example, among the RGB line sensors, only the gain G of the R line sensor is such that the gain G> the upper limit value C, the gain G of each of the G and B line sensors is within the gain variable range, and the R line It is assumed that the sensor target value needs to be increased to the upper limit C of the line sensor (see the operation up to step S9 in FIG. 5). In this case, the G and B line sensors are set to the target value of the R line sensor and the required gain is calculated again (see the operations in steps S1 to S4 in FIG. 5).
If a negative result is obtained in step S24, that is, if a line sensor for which reading is prohibited is included in the three line sensors, reading of a color image is prohibited (S26). Then, in the following step S27, it is determined whether or not all line sensors are prohibited from reading. If all the line sensors are prohibited from reading (“Y” in S27), reading of a monochrome image is also prohibited, and otherwise ( The output data of the line sensor other than reading prohibition is selected as monochrome data (“S” in S27) (S29).
When there are a plurality of line sensors that can be used in step S29, it is preferable to select the line sensors in order of gain G, gain B, and gain C in FIG.

このように、本実施の形態の画像読取装置においては、カラー原稿を読み取る際には、画像を読み取るラインセンサを複数設けるようにしている。そして、これら複数ラインセンサのゲインを、予め設定した目標値Ａに調整できない場合、ＣＰＵ２７により目標値Ａを変更するようにしている。このとき、複数のラインセンサのうち、目標値に調整できないラインセンサが発生した場合、変更手段であるＣＰＵ２７により全てのラインセンサの目標値が同じになるようにしているので、カラーバランスが崩れるといったことがない。
また、カラー画像の読み取りに異常がある場合は、カラー画像の読み取りを禁止するが、モノクロ画像の読み取りは行えるようにしたことで、カラー画像の読取装置として利用できない場合でも白黒画像の読取装置として利用することができるようになる。 As described above, in the image reading apparatus of the present embodiment, when reading a color original, a plurality of line sensors for reading an image are provided. If the gains of these multiple line sensors cannot be adjusted to the preset target value A, the CPU 27 changes the target value A. At this time, when a line sensor that cannot be adjusted to the target value among a plurality of line sensors is generated, the target value of all the line sensors is made the same by the CPU 27 as the changing means, so that the color balance is lost. There is nothing.
In addition, when there is an abnormality in reading a color image, the reading of the color image is prohibited, but the monochrome image can be read so that it can be used as a monochrome image reading device even when it cannot be used as a color image reading device. Can be used.

本発明の実施の形態に係る画像読取装置の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of an image reading apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る画像処理部のブロック図。The block diagram of the image processing part which concerns on embodiment of this invention. ＣＣＤ出力の特性例を示す図。The figure which shows the example of a characteristic of CCD output. ｘｌｇａｔｅとＳＭＰＬのタイミング例を示す図。The figure which shows the example of a timing of xlgate and SMPL. 白黒画像の読み取りを行う場合の動作を示したフローチャート。The flowchart which showed the operation | movement in the case of reading a monochrome image. カラー画像の読み取りを行う場合の動作を示したフローチャート。The flowchart which showed the operation | movement in the case of reading a color image.

Explanation of symbols

１７ＣＣＤ（ラインセンサ）、２２ゲインアンプ、２３オフセット設定部、２４Ａ／Ｄコンバータ、２５リファレンス電圧生成回路、２６オフセットレベル検出回路、２７ＣＰＵ、２８Ｄ／Ａコンバータ、２９オフセットレベル減算回路、３０白ピーク検出回路、３１操作部、３２表示部 17 CCD (line sensor), 22 gain amplifier, 23 offset setting unit, 24 A / D converter, 25 reference voltage generation circuit, 26 offset level detection circuit, 27 CPU, 28 D / A converter, 29 offset level subtraction circuit, 30 White peak detection circuit, 31 operation unit, 32 display unit

Claims

An image reading apparatus comprising: a line sensor that reads and photoelectrically converts a document image; a gain amplifier that amplifies an analog image signal from the line sensor; and an A / D conversion circuit that converts an output signal of the gain amplifier into a digital signal. Adjusting means for adjusting the gain of the gain amplifier so that the output from the A / D conversion circuit becomes a preset target value when an original or reference plate having the highest reflectivity is read. An image reading apparatus comprising: changing means for changing the target value when the means cannot adjust the target value.

The changing means lowers the target value when the output of the analog image signal from the line sensor is small and the output value of the A / D conversion circuit cannot be adjusted to the target value by adjusting the gain of the gain amplifier. 2. The image reading apparatus according to claim 1, wherein

The changing means increases the target value when the output of the analog image signal from the line sensor is large and the output value of the A / D conversion circuit cannot be adjusted to the target value by adjusting the gain of the gain amplifier. 2. The image reading apparatus according to claim 1, wherein

3. The image reading apparatus according to claim 1, further comprising a notification unit that notifies the user that the replacement of the lamp is urged when the adjustment unit cannot adjust the target value. 4.

5. The apparatus according to claim 1, further comprising a prohibiting unit that prohibits reading of the original image by the line sensor when the target value does not fall within a predetermined range by the changing unit. The image reading apparatus according to any one of the above.

The image reading apparatus according to claim 1, wherein the line sensor includes a plurality of line sensors, and reads a color image by the plurality of line sensors.

7. The image according to claim 6, wherein when reading a monochrome image by the plurality of line sensors, an output of any one of the plurality of line sensors is used as a monochrome image signal. 8. Reader.

When a line sensor that cannot be adjusted to the target value by the adjusting unit occurs in any of the plurality of line sensors, the changing unit changes the target value of all the line sensors to the same value. The image reading apparatus according to claim 7.

When at least one of the plurality of line sensors does not fall within the determined range, the prohibiting unit prohibits reading of a color image by the plurality of line sensors. When reading a monochrome image by the plurality of line sensors, the image signal output of a line sensor other than the line sensor whose target value changed by the changing means did not fall within a predetermined range is obtained as a monochrome image signal. The image reading apparatus according to claim 6, wherein the image reading apparatus is used as an image reading apparatus.