JP2007049315A - 画像読取装置及び画像読取方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 外部装置から供給される電力を効率良く利用して駆動し、画像原稿読取りにおいても無駄な電力消費を抑え、より高速に読取ることが可能な画像読取装置及び画像読取方法を提供することである。
【解決手段】 画像が記録された原稿を介して入射する光を受光して、画像信号を出力するセンサチップを複数個所定の方向に配列したモジュールをその方向とは垂直の方向に走査して原稿の画像を読取る画像読取装置の駆動を次のように制御する。即ち、そのモジュールを動作させる複数の読取モードの内から１つを選択し、その選択された読取モードに従って、複数のセンサチップの全て、或いは一部を駆動して原稿の画像を読取るよう制御する。
【選択図】 図５

Description

本発明は画像読取装置及び画像読取方法に関し、特に、例えば、ＵＳＢバスを介して電力供給を受ける低消費電力型でフラットベッド型の画像読取装置及びその装置に適用される画像読取方法に関する。

近年、光源にＬＥＤを使用し、複数個のリニアセンサを一列に並べて構成されたコンタクトイメージセンサ（ＣＩＳ）モジュールを使用して省電力化を図り、ＵＳＢバスを介して供給される電力により動作可能な画像読取装置が商品化されている。ＵＳＢインタフェースの規格によれば、高電力デバイスに対して供給可能な最大電力は公称２．５［Ｗ］と規定されている。

特許文献１には、原稿にカラー光源から光を照射する一方、原稿からの反射光をモノクロセンサで光電変換してカラー原稿を画像読取装置が開示されている。特に、そのカラー光源は、独立して制御可能な複数の発光部を有する一つの発光素子で構成し、Ｒ、Ｇ、Ｂ三つの光源間で照射角度差の少ない小型のカラー光源が用いられている。

また、特許文献２には、ＵＳＢバスから供給される電力で動作可能なイメージスキャナが提案されている。特に、特許文献２には、光電変換素子アレイを複数個直線状に配置したＣＩＳモジュールのように、光電変換素子列に不連続部分がある場合に、その不連続部分による読取画像に対する影響を低減する構成が開示されている。

さらに、特許文献３は、ＣＩＳモジュールを用いたタイプの画像読取装置において、フィルム原稿から画像を読み取るための光源の構成を開示している。
特開平５−３２８０２５号公報 特開２００４−７５４７号公報 特開２００３−８７５１４号公報

しかしながら上記従来例では、フラットベッド型のスキャナでフィルム画像のような細長い、即ち、読取領域が狭い画像を読み取る場合でも撮像素子から得られる画像データ全てを読み出す必要があり、その読出しには長い時間を要した。できるだけ短時間で読み出すためには、センサを高速で駆動する必要があるが、駆動速度の上限で規定される速度以上で読み出しを行うことはできないので、その読取時間の短縮には限度があった。

また、センサを高速駆動すると電源ノイズや放射ノイズが増大するので、その防止対策にコストを要するという問題も生じる。さらに、センサを高速駆動すると消費電力が増大するが、ＵＳＢバスにより電力供給を受ける画像読取装置では供給可能な電力が限られるため、高速駆動が困難だった。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、外部装置から供給される電力を効率良く利用して駆動し、画像原稿読取りにおいても無駄な電力消費を抑え、より高速に読取ることが可能な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している。

上記目的を達成するため本発明の画像読取装置は以下の構成からなる。

即ち、外部装置から電力供給を受け、画像が記録された原稿を介して入射する光を受光して、前記画像に基づく画像信号を出力するセンサチップを複数個第１の方向に配列したモジュールを前記第１の方向とは垂直の方向である第２の方向に走査して前記原稿の画像を読取る画像読取装置であって、前記モジュールを動作させる複数の読取モードの内から１つを選択する選択手段と、前記選択手段によって選択された読取モードに従って、前記複数のセンサチップの全て、或いは一部を駆動して前記原稿の画像を読取るよう制御する制御手段とを有することを特徴とする。

この画像読取装置には、さらに、第１の種類の原稿に光を照射する第１の光源と、第２の種類の原稿に光を照射する第２の光源とを有することが望ましい。この場合、前記センサチップは、第１の種類の原稿の画像を読取る場合には、第１の光源から照射され、第１の種類の原稿によって反射された反射光を受光し、第２の種類の原稿の画像を読取る場合には、第２の光源から照射され、第２の種類の原稿を透過した透過光を受光する。

以上の構成において、前記制御手段は、第１の種類の原稿の画像を読取るときは、第１の光源を駆動し、さらに複数のセンサチップ全てを駆動する一方、第２の種類の原稿の画像を読取るときは、第２の光源を駆動し、さらに複数のセンサチップの一部を駆動するよう制御することが望ましい。さらに、その制御手段は、第２の種類の原稿の画像を読取る場合は、駆動しないセンサチップを駆動するために必要であった余剰電力を第２の光源の駆動に用いるよう制御することが望ましい。

なお、前記第２の種類の原稿は、例えば、細長いフィルムのようなものであり、前記第１の方向に関し、センサチップ１つの画像読取幅程度の幅を有するものである。

従って、そのような細長いフィルムを画像読取のために固定するフィルムホルダをさらに有することが望ましい。

また、前記第１及び第２の光源は夫々、赤色光を発光する赤色ＬＥＤと、緑色光を発光する緑色ＬＥＤと、青色光を発光する青色ＬＥＤとを有することが望ましい。

さらに、前記選択手段は、複数の読取解像度と前記原稿の種類とに従って、読取モードが選択されることが望ましい。その場合、その選択された読取モードに従って、光源の発光時間が変化し、高解像度であればあるほど読取時間が長くなる。

また他の発明によれば、外部装置から電力供給を受け、画像が記録された原稿を介して入射する光を受光して、前記画像に基づく画像信号を出力するセンサチップを複数個第１の方向に配列したモジュールを前記第１の方向とは垂直の方向である第２の方向に走査して前記原稿の画像を読取る画像読取装置の画像読取方法であって、前記モジュールを動作させる複数の読取モードの内から１つを選択する選択工程と、前記選択工程において選択された読取モードに従って、前記複数のセンサチップの全て、或いは一部を駆動して前記原稿の画像を読取るよう制御する制御工程とを有することを特徴とする画像読取方法を備える。

従って本発明によれば、複数の読取モードの内から選択されたモードに従って、複数のセンサチップの全て、或いは一部を駆動して原稿の画像を読取ることができるという効果がある。これにより、外部装置から電力供給を受ける構成の装置の場合、その選択モードに依存してセンサチップを一部しか駆動しないよって生じる余剰電力を例えば光源からの発光電力に用いるなどして限られた電力を効率的に用いることができる。或いは、その余剰電力を画像読取の高速化のために用いることもできる。

また、例えば、フィルムのように読取原稿の幅が短いような場合、複数のセンサチップの一部を駆動して、原稿の画像の読取りに不必要なセンサチップの駆動をしないので、無駄な電力消費を削減できる。これに対して、例えば、幅の広い原稿の画像を読取るときは全センサチップを駆動するように制御できるので、電力資源の無駄なくセンサを駆動することができる。

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。

図１は本発明の代表的な実施例であるフラットベッド型の画像読取装置の構造を示す図である。

この画像読取装置はＵＳＢインタフェースでホストコンピュータ（以下、ホスト）９などの外部装置と接続され、この画像読取装置を動作させる電力はＵＳＢインタフェースを介してホスト９より供給される。ホストとしては、パーソナルコンピュータなどが代表的なものである。また、この画像読取装置は、シート状の記録用紙などの反射原稿の他にフィルムなどの透過原稿を読み取ることができる機構が付属している。

この画像読取装置には原稿に記録された画像を読取るためのセンサとして、背景技術で説明したＣＩＳモジュールを用いている。

図１において、ＣＩＳモジュール１を搭載したキャリッジ１０１にはキャリッジモータ４２の駆動力がベルト４３を介して伝えられ矢印Ａ方向に移動する。この方向を副走査方向という。ベルト４３はキャリッジモータ４２とプーリ４９との間に架け渡されている。ＣＩＳモジュール１は装置全体を制御するための主要な回路が実装されたメインボード４５とＦＦＣケーブル４８を介して接続されている。なお、ＣＩＳモジュール１には画像を読取るための複数のセンサチップが実装されており、それらセンサチップの配列方向を主走査方向という。主走査方向は副走査方向とは互いに対して直交している。

シート状の記録用紙のような反射原稿を読み取るときは、その原稿を原稿台ガラス４４に載置し、圧板４１を閉じて原稿を原稿台ガラス４４に押し当てる。次に、ＣＩＳモジュール１内のＲＧＢ３色ＬＥＤから光を照射してその反射光をＣＩＳモジュール１が受光しながら、ＣＩＳモジュール１を副走査方向に移動させて反射原稿の画像を読み取る。

なお、原稿台ガラス４４の周辺には、反射原稿の読み取り範囲を規定するためのマークを付したフレーム１０５とキャリブレーションを行うためガラス面側に貼り付けられた白色基準板を備えた白色基準板フレーム４７とが設けられている。

これに対して、写真フィルムのような透過原稿４６を読み取るときは、その原稿をフィルムホルダ１０２にセットし、フィルムホルダ１０２を原稿台ガラス４４上に載置する。次に、ＲＧＢ３色のＬＥＤと赤外ＬＥＤが内蔵されているバックライトユニット１０３によって透過原稿４６を照射すると、ＣＩＳモジュール１が副走査方向に移動し、透過原稿４６からの透過光を受光して透過原稿の画像を読み取る。

なお、バックライトユニット１０３に内蔵されるＬＥＤの点灯はバックライトケーブル１０４を介してメインボード４５から供給される駆動信号によって制御される。

さて、フィルムホルダ１０２は、白色基準板フレーム４７とフレーム１０５によって原稿台ガラス４４上の載置位置が規定され、透過原稿４６の画像が記録されている範囲をＣＩＳモジュール１のセンサチップで読み取れるように保持される。また、センサチップの主走査方向の長さは２７ｍｍ以上であり、透過原稿４６の代表的な例である３５ｍｍフィルムの有効画像領域幅の２４ｍｍを十分カバーできるようになっている。さらに、フィルムホルダ１０２は簡単な位置決め機構（不図示）により機械的な位置決めに必要な公差を十分満足できる様になっている。

図２はＣＩＳモジュール１の内部構造を示す斜視図である。

図２において、３０１は赤色（Ｒ）光源である赤色ＬＥＤ、３０２は緑色（Ｇ）光源である緑色ＬＥＤ、３０３は青色（Ｂ）光源である青色ＬＥＤである。３０４は導光体で、赤色ＬＥＤ３０１、緑色ＬＥＤ３０２、青色ＬＥＤ３０３の光を線光源にして反射原稿に照射する。１１〜１９はＣＣＤラインセンサまたはＣＭＯＳラインセンサタイプのセンサチップで、この実施例では９個のセンサチップが直線状に配列されている例が図示されている。３０７はこれらのセンサチップを配置するセンサ基板である。さらに、３０５はセルホックレンズアレイ（ＳＬＡ）である。

なお、赤色ＬＥＤ３０１、緑色ＬＥＤ３０２、青色ＬＥＤ３０３を総称して３色ＬＥＤと呼び、参照番号３００で参照することもある。また、センサチップ１１〜１９、ＳＬＡ３０５、及びセンサ基板３０７を総称して撮像部と呼び、参照番号１０で参照することもある。

ＳＬＡ３０５は、反射原稿面で反射された光を導き、その反射原稿の原稿画像をセンサ基板３０７上に１列に配置されたセンサチップ列１１〜１９上に結像する。つまり、撮像部１０では、ＳＬＡ３０５によって反射原稿の画像がセンサチップ１１〜１９上に適正に結像するように配置されている。センサチップの個数はセンサチップの長さと、主走査方向の読取長によって決まる。例えば、センサチップの長さが２７ｍｍ以上あると、８チップでレターサイズの原稿画像の幅２１６ｍｍをカバーすることができる。

図３はＣＩＳモジュール１の周辺回路の構成を示すブロック図である。

図３において、３はＣＩＳモジュール１の発光を制御するために、１チップの集積回路と外付けＲＡＭで構成されるコントローラであり、その詳細は後で説明する。コントローラ３はメインボード４５に実装される。また、２はＣＩＳモジュール１からの画像出力信号（ＯＳ）をアナログ信号からデジタル信号に変換するためのアナログフロントエンド（ＡＦＥ）である。ＡＦＥ２は、コントローラ３から変換に必要なクロック信号を入力して動作しデジタル信号に変換された画像信号をコントローラ３に出力する。さらに、２１０はコントローラ３から供給される制御信号によりＣＩＳモジュール１とバックライトユニット１０３とを駆動するドライバ回路である。

またさらに、２１はドライバ回路２１０を介してコントローラ３から入力した制御信号（ＣＴＬ）とライン同期信号（ＴＲ）とマスタクロック信号（ＭＣＬＫ）とに基づいて各センサチップ１１〜１９を選択的に駆動するタイミング信号発生回路（ＴＧ）である。タイミング信号発生回路（ＴＧ）は各センサチップ１１〜１９を駆動するために駆動信号を発生する。２２は選択的に駆動される各センサチップから出力された画像信号を電流増幅するためのトランジスタから構成される増幅回路（ＡＭＰ）である。

ここで、３色ＬＥＤ光源３００は、図３が示すように、コントローラ３から出力される点灯タイミング信号（ＬＥＤＲ、ＬＥＤＧ、ＬＥＤＢ）により制御される。具体的には、点灯タイミング信号（ＬＥＤＲ、ＬＥＤＧ、ＬＥＤＢ）がハイレベルの期間、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤがそれぞれ点灯するように、ドライバ２１０を介して駆動信号が出力される。そして、これらの駆動信号（ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂ）により各色ＬＥＤが独立に定電流駆動される。

図４は画像読取装置の制御構成の概要を示すブロック図である。図４において、図１〜図３において既に説明した構成要素には同じ参照番号を付し、その説明は省略する。

図４に示すように、コントローラ３はシェーディングデータを格納するためのシェーディングＲＡＭ２０６と、ＡＦＥ２から入力した画像データをホスト９に出力するためのバッファＲＡＭ２０８を外付けＲＡＭとして備えている。このように、シェーディングＲＡＭ２０５とバッファＲＡＭ２０８は高速化のためには独立したＲＡＭを使用することもできるが、１個のＲＡＭの異なるアドレス空間を使い分ける方が実装面積の低減やコスト削減に有効な場合が多い。また、片方または両方のメモリを集積回路チップに内蔵することにより実装面積の低減や部品点数の削減ができる。

また、コントローラ３はシェーディング補正回路２０４とガンマ変換回路２０６とパッキング／バッファＲＡＭ制御回路２０７とインタフェース５を介してホスト９との通信と通信タイミング調整や通信状態管理を行うインタフェース回路２０９とを含んでいる。

シェーディング補正回路２０４は、入力画像データの黒レベルの固定パターンノイズを補正する黒シェーディング補正と、照明の不均一性やＣＩＳモジュール１の感度ムラに起因する白レベルの不均一性を補正するための白シェーディング補正を実行する。具体的には、シェーディングＲＡＭ２０５に予め格納した黒シェーディング補正データとの減算とバッファＲＡＭ２０８に予め格納した白シェーディング補正データとの乗算によりこれらの補正処理を行う。

ガンマ変換回路２０６は集積回路チップに内蔵ＲＡＭに格納されたガンマ補正データを参照してγ変換のための演算処理を行う。

パッキング／バッファＲＡＭ制御回路２０７はホスト９への画像データ出力時の通信速度の変動に対応するために設けたバッファＲＡＭ２０８との間でのバッファリング制御と、出力画像データの形式を指定された形式に変換するためのパッキング制御とを行う。

さらにコントローラ３には、ＣＩＳモジュール１とＡＦＥ２の駆動タイミング信号を発生する信号発生回路２１１と、ＲＯＭ２１３ａとＲＡＭ２１３ｂを内蔵したＣＰＵ２１３とを含んでいる。信号発生回路２１１にはコントローラ外部の発振器２１２から所望の周波数のクロックを発生するための基準クロックが入力される。

ＣＰＵ２１３は、集積回路内部のレジスタ制御や通信制御や、キャリッジモータ４２の制御、キャリッジ１０１の走査開始位置を検知するためのＨＰセンサからの信号検出とその検出に伴う制御、操作ボタンによる指示検知等を行う。

この実施例ではインタフェース５としては、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４等のような一般的にパソコンに搭載されている仕様のものを用いている。ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４の場合、インタフェースを介してホスト９から供給されるバス電源を利用して画像読取装置を動作させることが可能である。しかしながら、ＵＳＢの場合には、バス電源が５００ｍＡに制限されているため、効率良く電源を使用する必要がある。

なお、ドライバ回路２１０は、透過原稿を読み取る際に透過原稿を照明するためのバックライトユニット１０３を構成する赤色ＬＥＤ３０４、緑色ＬＥＤ３０５、青色ＬＥＤ３０６、及び赤外ＬＥＤ３０７の点灯制御を実行する。

図５はＣＩＳモジュール１の動作モード一覧を示した図である。

ＣＩＳモジュール１は、図５に示すように、３種類の読出し範囲と４種類の読出し解像度との組み合わせを指定することによりｍｏｄｅ１〜ｍｏｄｅ１２の１２種類の読出しモードの中から１つの読出しモードを選択するように構成されている。

全チップ読出しは、センサチップ１１〜１９を順番に駆動して９つのセンサチップの読取範囲全領域にわたって画像を連続して読取る。このときは、図２に示すセンサチップ１１〜１９から画像信号が順番に出力され、増幅器（ＡＭＰ）２２においてその信号を電流増幅し出力画像信号（ＯＳ）としてＡＦＥ２に出力する。

第二チップ読出しは、センサチップ１１〜１９からなるチップ列の先端から２チップ目のセンサチップ１２だけを駆動して画像を読取る。このときは、図２に示すセンサチップ１２からだけ画像信号が出力され、増幅器（ＡＭＰ）２２でその信号を電流増幅し出力画像信号（ＯＳ）としてＡＦＥ２に出力する。

第四チップ読出しは、センサチップ１１〜１９からなるチップ列の先端から４チップ目のセンサチップ１４だけを駆動して画像を読取る。このときは、図２に示すセンサチップ１４からだけ画像信号が出力され、増幅器（ＡＭＰ）２２でその信号を電流増幅して出力画像信号（ＯＳ）としてＡＦＥ２に出力する。

一方、読出し解像度は、６００ｄｐｉ、１２００ｄｐｉ、２４００ｄｐｉ、４８００ｄｐｉの４種類の解像度から選択する。各センサチップはＴＧ２１から印加される駆動信号により、センサチップの光電変換部で発生した電荷を順番に入力して電圧信号に変換して出力する。なお、２４００ｄｐｉ以下の低解像度での読出し時は、隣接画素から発生した電荷を内部で加算してから出力するように構成されている。一方、４８００ｄｐｉの解像度の時は、各画素から発生し光電変換されて蓄積された電荷が独立して出力され最終段で出力アンプを介して電圧信号に変換されて出力される。

２４００ｄｐｉの解像度の時はセンサチップ内部で隣接２画素から発生した電荷を加算した後、最終段で出力アンプを介して電圧信号に変換され画像信号が出力される。１２００ｄｐｉの解像度の時はセンサチップ内部で隣接４画素から発生した電荷を加算した後、最終段で出力アンプを介して電圧信号に変換され画像信号が出力される。６００ｄｐｉの解像度の時は内部で隣接８画素から発生した電荷を加算した後、最終段で出力アンプを介して電圧信号に変換され画像信号が出力される。

従って、読出し解像度が４８００ｄｐｉのときに比べ、読出し解像度が２４００ｄｐｉのときは全画素を読出すために必要なクロック数は約半分となる。さらに、読出し解像度１２００ｄｐｉのときは読出しに必要なクロック数が約１／４、読出し解像度６００ｄｐｉの時は読出しに必要なクロック数が約１／８になり、低解像度ほど高速で画像を読取ることができる。

次に、この実施例における画像読取シーケンス制御について説明する。

この制御は、ホスト９或いはコントローラ３のＣＰＵ２１３で実行される。原稿から読み取られた画像によって生成された画像データは、一時的にバッファＲＡＭ２０８に格納され、インタフェース回路２０９を介してホスト９に転送される。

ＣＩＳモジュール１はコントローラ３からのタイミング信号によって制御され、最初にドライバ回路２１０を介して所望の動作モードが設定される。次に、ＣＩＳモジュール１は動作モードが読取動作に切り替えられ、同期信号（ＴＲ）に同期して駆動される。

ＬＥＤ点灯信号によってＣＩＳモジュール１に組み込まれた３色ＬＥＤ３００が点灯制御され、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）で色順次に照明された反射原稿の投影画像が撮像部１０でＳＬＡ３０５によってセンサチップ１１〜１９上に投影される。そして、センサチップ１０〜１９で光電変換された画像信号が増幅器（ＡＭＰ）２２を介して画像信号（ＯＳ）として出力される。画像信号（ＯＳ）はＣＤＳや増幅器、Ａ／Ｄ変換器を含むＡＦＥ２でデジタル信号に変換され、コントローラ３に入力される。

コントローラ３内部では、まず、シェーディング補正回路２０４で予めシェーディングＲＡＭ２０５に格納されていたシェーディング補正データに基づいてシェーディング補正演算が実行される。次に、ガンマ変換回路２０６で所望のガンマ変換が施され、バッファＲＡＭ２０８にいったん格納された後、インタフェース５を介してホスト９からの画像信号要求に応じてバッファＲＡＭ２０８から読み出されホスト９に転送される。パッキング処理はバッファＲＡＭ２０８から読み出される際に実行される。

キャリッジモータ制御はＣＰＵ２１３によってすべて実行しても良いが、一部をハードウエア（論理回路）によって実行しても良い。

また、コントローラ３は、スキャン開始基準位置を知るためのホームポジションセンサからの信号検知、操作ボタンによる指示検知等を行う。これらは、ＣＰＵ２１３で処理しても良いし、検知信号を汎用ポートで受信してホスト９に転送し、ホスト９で処理しても良い。

各ＬＥＤはドライバ回路２１０によって点灯制御される。反射原稿を読み取るときは、３色ＬＥＤ３００で原稿を照明し、透過原稿を読み取るときはバックライトユニット１０３に内蔵されたＬＥＤで照明される。

赤外ＬＥＤ３０７で透過原稿を照射して読み取った赤外画像は、フィルム上のごみや傷を補正するために、フィルム上の欠陥位置を検出するために使用される。この赤外画像はホスト９に送られ、ホスト９が実行するアプリケーションプログラムで処理されてごみ傷補正が実行される。

次に反射原稿と透過原稿の画像読取シーケンスを具体的な信号を参照して説明する。

図６はＣＩＳモジュール１の複数の動作モードに対応した制御信号と同期信号との関係を示す図である。図６において、（ａ）は動作モードがｍｏｄｅ１、（ｂ）は動作モードがｍｏｄｅ２、（ｃ）は動作モードがｍｏｄｅＮの場合の制御信号と同期信号との関係を示している。図６によれば、制御信号（ＣＴＬ）がローレベルとなっているの期間内に出力した同期信号（ＴＲ）の信号パルスの数で動作モードが設定される。このとき、同期信号（ＴＲ）のパルス幅は、モード設定を確実にするために、マスタクロック信号（ＭＣＬＫ）のパルス２個以上で規定される。

従って、図６（ａ）に示すように、ｍｏｄｅ１を設定するために制御信号（ＣＴＬ）がローレベルの期間内に同期信号（ＴＲ）を１パルス出力している。また、図６（ｂ）に示すように、ｍｏｄｅ２を設定するために制御信号（ＣＴＬ）がローレベルの期間内に同期信号（ＴＲ）を２パルス出力している。さらに、図６（ｃ）に示すように、ｍｏｄｅＮを設定するために制御信号（ＣＴＬ）がローレベルの期間内に同期信号（ＴＲ）をＮパルス出力している。

このようにして、画像読取動作に先立って、ＣＩＳモジュール１の動作モードが設定される。

図７は画像読取シーケンスの実行に用いられる信号のタイムチャートを示す図である。図７において、（ａ）は反射原稿のカラー画像を読取る場合に用いられる信号の波形を示しており、（ｂ）は透過原稿のカラー画像を読取る場合に用いられる信号の波形を示している。

まず、反射原稿の画像読取について説明する。

この場合、図６を参照して説明したように、制御信号（ＣＴＬ）と同期信号（ＴＲ）とによりＣＩＳモジュール１に対して「動作モード」が前もって設定される。そして、図７（ａ）に示すように、同期信号（ＴＲ）の周期に従って露光時間（Ｔ）が規定される。さて、上述のように点灯タイミング信号（ＬＥＤＲ、ＬＥＤＧ、ＬＥＤＢ）がハイレベルの期間（Ｒｔ、Ｇｔ、Ｂｔ）、赤色ＬＥＤ３０１、緑色ＬＥＤ３０２、青色ＬＥＤ３０３がそれぞれ点灯する。

図７（ａ）によれば、露光時間（Ｔ）内で赤色ＬＥＤ３０１が点灯すると、次の同期信号（ＴＲ）のパルスが入力直後に画像信号（ＯＳ）により赤色光に対応する画像信号が期間（Ｐｘｒ）の間に読み出される。この様にして、赤色光に対応する画像信号は期間（Ｐｘｒ）で、緑色光に対応する画像信号は期間（Ｐｘｇ）で、青色光に対応する画像信号は期間（Ｐｘｂ）で副走査方向に画像信号（ＯＳ）により１ライン毎に線順次に読み出される。なお、期間（Ｐｘｒ）、期間（Ｐｘｇ）、及び期間（Ｐｘｂ）の長さは同じであるが、図５に示した設定した読出しモードに応じて読出し画素数が変わるので、その読出しモードによって画像が出力される時間は変化する。

次に、透過反射原稿の画像読取について説明する。

この場合も、図６を参照して説明したように、制御信号（ＣＴＬ）と同期信号（ＴＲ）とによりＣＩＳモジュール１に対して「動作モード」が前もって設定される。そして、図７（ｂ）に示すように、同期信号（ＴＲ）の周期に従って露光時間（Ｔ）が規定される。

図７（ｂ）において、ＬＥＤＦＲ、ＬＥＤＦＧ、ＬＥＤＦＢ、ＬＥＤＦＩＲは各々バックライトユニット１０３内の赤色ＬＥＤ３０４、緑色ＬＥＤ３０５、青色ＬＥＤ３０６、赤外ＬＥＤ３０７の点灯タイミング信号である。これらのＬＥＤは、対応する点灯タイミング信号の信号レベルがハイレベル期間（Ｒｆｔ、Ｇｆｔ、Ｂｆｔ、ＩＲｆｔ）に点灯し、ローレベルの時消灯する。

図７（ｂ）によれば、露光時間（Ｔ）内で赤色ＬＥＤ３０４が点灯すると、次の同期信号（ＴＲ）のパルスが入力直後に画像信号（ＯＳ）により赤色光に対応する画像信号が期間（Ｐｘｆｒ）の間に読み出される。この様にして、赤色光、緑色光、青色光、及び赤外光に対応する画像信号は夫々、期間（Ｐｘｆｒ）、（Ｐｘｆｇ）、（Ｐｘｆｂ）、及び（Ｐｘｆｉｒ）で副走査方向に画像信号（ＯＳ）により１ライン毎に線順次に読み出される。なお、期間（Ｐｘｆｒ）、期間（Ｐｘｆｇ）、期間（Ｐｘｆｂ）、及び期間（Ｐｘｆｉｒ）の長さは同じであるが、図５で設定した読出しモードに応じて読出し画素数が変わるので、読出しモードによって画像が出力される時間が変化する。

なお、透過原稿を読み取るときは、単チップ読出し（図５に示す第二チップ読出し／第四チップ読出し）を使用する。従って、反射原稿を読み取る時に使用する全チップ読出しに比べてＣＩＳモジュール１の消費電力を小さく抑えることができる。特に、ホストとのインタフェースを介して電力が供給されるようなバス電源（例えば、ＵＳＢバス電源）を使用する場合は、透過原稿の読取時に撮像素子での消費電力を削減できる。その結果、その削減分を透過原稿の照明光源の電力として用い、透過原稿照明用電力を反射原稿照明用電力より高くできる。これにより、透過原稿に対して高照度での照明が可能となり、ＣＩＳモジュールでも十分な受光強度が得られるので、限られた電力で透過原稿の高速読取が可能となる。

次に各モードにおける画像読出し時間を比較する。

図８はＣＩＳモジュール１の動作モードに従う信号波形を説明する図である。なお、図８では簡単のためにＬＥＤ点灯タイミング信号は省略してある。また、制御信号（ＣＴＬ）はハイレベルになっておりＣＩＳモジュール１は読み出し動作を実行している。

図８において、（ａ）は動作モードがｍｏｄｅ１、（ｂ）は動作モードがｍｏｄｅ２、（ｃ）は動作モードがｍｏｄｅ６の場合の読出し時間を示している。

図８（ａ）によれば、反射原稿を解像度６００ｄｐｉで読取る場合には、画像信号（ＯＳ）の読出しには期間（Ｐｘａ）を要する。図８（ｂ）によれば、反射原稿を解像度１２００ｄｐｉで読取る場合には、画像信号（ＯＳ）の読出しには期間（Ｐｘｂ）を要し、これは期間（Ｐｘａ）の２倍になっている。また、図８（ｃ）によれば、透過原稿を解像度１２００ｄｐｉで読取る場合には、画像信号（ＯＳ）の読出しには期間（Ｐｘｃ）を要し、こでは期間（Ｐｘｂ）の８分の１になっている。

最後にＣＩＳモジュール１に設定された動作モードの確認について説明する。

図９はＣＩＳモジュール１の設定された動作モードの確認信号を出力するタイミングを示すタイムチャートである。図９に示す例では、制御信号（ＣＴＬ）はハイレベルになっており、ＣＩＳモジュール１は画像読取動作を実行している。

この実施例では、確認信号（ＴＲ_out）は、設定された動作モードに対応する個数のパルスを周期的に出力する。従って、その出力パルス数を数えることにより読出し動作がどの動作モードに設定されているか確認できる。このときの確認信号（ＴＲ_out）のパルス幅はモード確認を確実にするため、マスタクロック信号（ＭＣＬＫ）のパルス２個以上にしている。

図９において、（ａ）はｍｏｄｅ１、（ｂ）はｍｏｄｅ２、（ｃ）はｍｏｄｅ５の状態を表している。このように、確認信号（ＴＲ_out）のパルス数が、設定モードに対応している。即ち、ｍｏｄｅ１ならばパルス数は“１”、ｍｏｄｅ２ならばパルス数は“２”、ｍｏｄｅ５ならばパルス数は“５”である。また、設定モードをあらわすには、パルス数をエンコードしたパターンの信号を使っても良い。

以上説明したようにこの実施例に従えば、画像を読取る原稿の種類とその読取解像度に従って適切な動作モードを選択することにより、その読取に必要なチップだけが駆動されることになる。これにより、例えば、読取幅の狭いフィルムのような透過原稿の画像を読取るときには、単チップ読取を選択することにより読出し時間を短縮できる。その結果、駆動されるチップの数も削減され、その削減分だけチップを駆動する電力を削減することが可能になる。

一方、一般的に幅の広い反射原稿の画像を読取るときは全チップを駆動するので、原稿の種類に合わせて、画像読取に必要なセンサチップのみを用いるので、電力資源の無駄なくセンサを駆動することができる。

上述のように、ＵＳＢバスから電力供給を受けて動作する装置は「ハイパワーデバイス」の場合であっても消費可能な電流が５００ｍＡに制限されており、各動作モードでの電力管理が必要になる。従って、その削減された電力は、照明光源の電力に用いることにより、例えば、透過原稿の読取時にバックライトユニット１０３の照明を高照度にして透過原稿を照射することができる。これにより、ＣＩＳモジュール１での受光強度は強くなり、センサチップでの高い出力を得ることができる。このため、ＣＩＳモジュール１での駆動速度を速くしても十分に高い出力を得ることができ、高速読取が可能になる。

また、フィルムのような透過原稿の画像を読取る場合、単チップ読取を選択することにより読み取り範囲が狭くなり、ＣＩＳモジュールの動作周波数をより低くしても、実質的な読取時間は変化しない。このため、画像読取を高速に行う場合でもＣＩＳモジュールの駆動周波数を抑えることができ、出力アンプの高速化や更なるスイッチングノイズ低減等の必要性をなくしている。このことはＣＩＳモジュールのチップサイズが小型化につながり、装置コストの削減に資する。

そして、低周波数でのＣＩＳモジュールの駆動は、さらにＣＩＳモジュールの消費電力低減や、制御回路やバッファメモリの消費電力低減につながる。また、低周波数での駆動は放射ノイズの低減やＥＭＩ対策のコスト低減にも寄与する。

＜他の実施例＞
ここではフィルムホルダ１０２１の別の実施例について説明する。

図１０はこの実施例に従うフィルムホルダ１０２１の上面図である。なお、図１０において、前述の実施例で説明したのと同じ構成要素には同じ参照番号を付し、その説明は省略する。

図１０において、４６１は第一の透過原稿、４６２は第二の透過原稿、１０２１は第一の透過原稿４６１及び第二の透過原稿４６２を原稿台ガラス４４上に保持するためのフィルムホルダである。このように、この実施例では、同時に２つの透過原稿をセットしてその画像を読取ることができる。

フィルムホルダ１０２１は、前述の実施例で説明したフィルムホルダ１０２と同じように、白色基準板フレーム４７及びフレーム１０５によって原稿台ガラス４４上の載置位置が規定される。そして、第一の透過原稿４６１の画像が記録されている範囲と第二の透過原稿４６２の画像が記録されている範囲を、ＣＩＳモジュール１の第２のセンサチップ１２及び第４のセンサチップ１４で読み取れる位置に保持されるようになっている。センサチップ１２及びセンサチップ１４の主走査方向の長さは２７ｍｍ以上である、第一の透過原稿４６１及び第二の透過原稿４６２の代表的な例である３５ｍｍフィルムの有効画像領域幅の２４ｍｍを十分カバーできるようになっている。さらに、フィルムホルダ１０２１は簡単な位置決め機構（不図示）により機械的な位置決めに必要な公差を十分満足できる様になっている。

透過原稿を読み取るときは、バックライト１０３が透過原稿４６１の上にあるときは、図５に示す動作モードの中から解像度に応じて第二チップ読出しを選択するｍｏｄｅ５〜８の内の１つを選択し、ＣＩＳモジュール１にコントローラ３を介して設定する。一方、バックライト１０３が透過原稿４６２の上にあるときは、図５に示す動作モードの中から解像度に応じて第四チップ読出しを選択するｍｏｄｅ９〜１２の内の１つを選択し、ＣＩＳモジュール１にコントローラ３を介して設定する。

これによって、ＣＩＳモジュール１から図８（ｃ）に示すような画像信号が出力され、これがＡＦＥ２、コントローラ３で信号処理されてインタフェース回路２０９を介してホスト９に転送される。

従って以上説明した実施例に従えば、２つの透過原稿を同時にセットして、これらから画像を読み出すことができる。

本発明の代表的な実施例であるフラットベッド型の画像読取装置の構造を示す図である。 ＣＩＳモジュール１の内部構造を示す斜視図である。 ＣＩＳモジュール１の周辺回路の構成を示すブロック図である。 画像読取装置の制御構成の概要を示すブロック図である。 ＣＩＳモジュール１の動作モード一覧を示した図である。 ＣＩＳモジュール１の複数の動作モードに対応した制御信号と同期信号との関係を示す図である。 画像読取シーケンスの実行に用いられる信号のタイムチャートを示す図である。 ＣＩＳモジュール１の動作モードに従う信号波形を説明する図である。 ＣＩＳモジュール１の設定された動作モードの確認信号を出力するタイミングを示すタイムチャートである。 本発明の他の実施例に従うフィルムホルダ１０２１の上面図である。

符号の説明

１ ＣＩＳモジュール
３ コントローラ
１１〜１９ センサチップ
３０ ３色ＬＥＤ光源
４２ 搬送モータ
４４ 原稿台ガラス
４６ 透過原稿
４７ 白色基準板フレーム
１０２ フィルムホルダ
１０５ フレーム
１０３ バックライト
２１０ ドライバ回路
２１３ ＣＰＵ

Claims (13)

1. 外部装置から電力供給を受け、画像が記録された原稿を介して入射する光を受光して、前記画像に基づく画像信号を出力するセンサチップを複数個第１の方向に配列したモジュールを前記第１の方向とは垂直の方向である第２の方向に走査して前記原稿の画像を読取る画像読取装置であって、
   前記モジュールを動作させる複数の読取モードの内から１つを選択する選択手段と、
   前記選択手段によって選択された読取モードに従って、前記複数のセンサチップの全て、或いは一部を駆動して前記原稿の画像を読取るよう制御する制御手段とを有することを特徴とする画像読取装置。
2. 第１の種類の原稿に光を照射する第１の光源と、
   第２の種類の原稿に光を照射する第２の光源とをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記センサチップは、
   前記第１の種類の原稿の画像を読取る場合には、前記第１の光源から照射され、前記第１の種類の原稿によって反射された反射光を受光し、
   前記第２の種類の原稿の画像を読取る場合には、前記第２の光源から照射され、前記第２の種類の原稿を透過した透過光を受光することを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
4. 前記制御手段は、前記第１の種類の原稿の画像を読取るときは、前記第１の光源を駆動し、さらに前記複数のセンサチップ全てを駆動する一方、前記第２の種類の原稿の画像を読取るときは、前記第２の光源を駆動し、さらに前記複数のセンサチップの一部を駆動するよう制御することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像読取装置。
5. 前記第２の種類の原稿は、前記第１の方向に関し、前記センサチップ１つの画像読取幅程度の幅を有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の画像読取装置。
6. 前記第２の種類の原稿は、細長いフィルムであることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の画像読取装置。
7. 前記細長いフィルムを画像読取のために固定するフィルムホルダをさらに有することを特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。
8. 前記第１及び第２の光源は夫々、赤色光を発光する赤色ＬＥＤと、緑色光を発光する緑色ＬＥＤと、青色光を発光する青色ＬＥＤとを有することを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載の画像読取装置。
9. 前記選択手段は、複数の読取解像度と前記原稿の種類とに従って、読取モードが選択されることを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載の画像読取装置。
10. 前記選択された読取モードに従って、前記光源の発光時間が変化し、
    高解像度であればあるほど読取時間が長くなることを特徴とする請求項２乃至９のいずれかに記載の画像読取装置。
11. 前記制御手段は、前記第２の種類の原稿の画像を読取る場合は、駆動しないセンサチップを駆動するために必要であった余剰電力を前記第２の光源の駆動に用いるよう制御することを特徴とする請求項４に記載の画像読取装置。
12. 前記第２の種類の原稿の画像を読取る場合に使う前記第２の光源の駆動に用いる電力を、前記第１の種類の原稿の画像を読取る場合に使う前記第１の光源の駆動に用いる電力より大きくしたことを特徴とする請求項１１に記載の画像読取装置。
13. 外部装置から電力供給を受け、画像が記録された原稿を介して入射する光を受光して、前記画像に基づく画像信号を出力するセンサチップを複数個第１の方向に配列したモジュールを前記第１の方向とは垂直の方向である第２の方向に走査して前記原稿の画像を読取る画像読取装置の画像読取方法であって、
    前記モジュールを動作させる複数の読取モードの内から１つを選択する選択工程と、
    前記選択工程において選択された読取モードに従って、前記複数のセンサチップの全て、或いは一部を駆動して前記原稿の画像を読取るよう制御する制御工程とを有することを特徴とする画像読取方法。
    

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